Projekta nosaukums: “Skaitliskās modelēšanas pieeju izstrāde kompleksu multifizikālu mijiedarbības procesu izpētei elektromagnētiskajās šķidrā metāla tehnoloģijās”

Projekta līguma numurs: 1.1.1.1./18/A/108

Projekta partneris: A/S “Latvo”

Projekta īstenošanas termiņš: 01.07.2019.–30.06.2022. (36 mēneši)

Projekta kopējais finansējums, LU daļa: 599 625,00 EUR (ERAF 346 583,24 EUR (57,80%); Valsts budžeta finansējums 208 069,88 EUR (34,70 %); līdzfinansējums, t.sk., ieguldījums no privātām investīcijām 44 971,88  EUR (7.5%)), LU daļa: 359 625,00 EUR

Projekta zinātniskais vadītājs: LU Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultātes vadošais pētnieks Andris Jakovičs (andris.jakovics@lu.lv)

Projekta administratīvais vadītājs: Liene Bandeniece, e-pasts: liene.bandeniece@lu.lv

Projekta mērķis: sekmēt energoefektīvu elektromagnētisko tehnoloģiju attīstīšanu un ieviešanu, lai samazinātu primāro energoresursu patēriņu un siltumnīcas gāzu emisiju materiālu ražošanā un atjaunojamo resursu enerģētikā.

Projekta galvenie rezultāti:

  1. oriģināli zinātniskie raksti, kas tiks iesniegti publicēšanai SCOPUS (A vai B) datubāzēs iekļautos žurnālos vai konferenču rakstu krājumos;
  2. zinātniskie raksti, kas tiks iesniegti publicēšanai žurnālos vai konferenču rakstu krājumos, kuru citēšanas indekss sasniedz vismaz 50 procentus no nozares vidējā citēšanas indeksa;
  3. tehnoloģiju tiesības – patents;
  4. tehnoloģiju tiesības – skaitliskie modeļi;
  5. citi pētījuma specifikai atbilstoši projekta rezultāti – dažādi pārskati, modelēšanas metodikas dokumentācija, metodiski apraksti, prezentācijas par iegūtajiem rezultātiem, protokoli un referāti no zinātniskajām konferencēm.

Galvenās projekta darbības rūpniecisko pētījumu ietvaros:

Lai sasniegtu projekta mērķi vispirms tiks atlasītas magnetohidrodinamisko (MHD) tehnoloģiju izpētes eksperimentālās un skaitliskās modelēšanas alternatīvās iespējas un veikta to priekšizpēte, lai izvēlētos piemērotākās pieejas, kas nodrošinās projekta rezultātu sasniegšanu. Pēc tam tiks veikta attiecīgo MHD procesu skaitliskajai modelēšanai nepieciešamo atvērtā koda programmatūras rīku (OpenFOAM, Elmer, getDP un/vai citu) modificēšana, piemērošana un tālāka attīstīšana, lai nodrošinātu adekvātu savstarpēji saistīto elektromagnētisko, hidrodinamisko, vielas un siltuma pārneses procesu atspoguļojumu, kā arī  nodrošinātu risinājumu ātrdarbību un precizitāti. Būtiska loma te būs EOF bibliotekas izmantošanai un divfāžu vides modelēšanas tehnoloģiju attīstīšanai. Līdztekus tam, skaitlisko modeļu un metožu verifikācijai tiks attīstītas arī aprēķinu pieejas un to automatizācijas iespējas, izmantojot pieejamo komerciālo modelēšanas programmatūru (ANSYS, un/vai COMSOL u.c.). Modeļi un programmas tiks pārbaudīti (verificēti) un izmantoti formulēto partikulāro MHD problēmu atrisināšanai. Paralēli tam tiks attīstītas un pilnveidotas eksperimentālās metodikas un tam nepieciešanās laboratorijas eksperimentu iespējas, lai varētu veikt izvēlētus modeļeksperimentus ar MHD plūsmām un tādējādi arī eksperimentāli verificēt izstrādātos modeļus un atvērtā koda programmatūras rīkus. Pēc šī darbu posma būs iespējams veidot kompleksus modeļus industriālu elektromagnētisko tehnoloģiju izpētei, implementējot tos atvērtā koda programmu izstrādnēs, kā arī veikt to pārbaudi izmantojot pieejamos eksperimentālos datus. Kā lietojumi, kuriem paredzēti skaitliskie pētījumi, te ir aktuāli elektromagnētiskās lentas liešanas procesi, gāzes burbuļu plūsmas vadība šķidrajā metālā izmantojot magnētisko lauku, metālu kausēšana līdzstrāvas loka krāsnī un elektrovadošu kausējumu homogenizācija, attīrīšana un reakciju intensifikācija. Būtisks uzdevums ir izanalizēt šo multifizikālo procesu mijiedarbību izstrādātajos kompleksajos modeļos un izpētīt attiecīgos nelineāros efektus. Tā rezultātā tiks veikti arī parametriskie procesu pētījumi, kas būtiski jaunu vai uzlabotu iekārtu konstruēšanai, un noteikti arī izmantojamo modeļu un aprēķinu metodiku būtiskie ierobežojumi. Veikto pētījumu rezultāti tiks atspoguļoti zinātniskajos referātos un publikācijās, tādējādi projekta izstrādnes padarot pieejamas plašam interesentu(pētnieku un inženiertehnisko speciālistu) lokam.