Primjena računalne dinamike fluida u rješavanju složenih hidrotehničkih problema


Računalna dinamika fluida (eng. Computational Fluid Dynamics, CFD) je primijenjena znanost kojoj je glavni cilj primjena znanja i iskustava s područja mehanike fluida. Ona se bavi izradom računalnih (kompjuterskih) modela, kako bi se dobila nova saznanja o pojedinim specifičnim problemima unutar kinematike i dinamike fluida. U posljednjih nekoliko godina CFD je toliko evoluirala da se danas njome modeliraju kemijski i termodinamički procesi u fluidima, modeli gibanja čestica unutar fluida (sedimentacija), modeli biosustava (rast vodene flore i mikroflore i faune unutar vodotokova), nestacionarna tečenja u sustavima pod tlakom (vodoopskrbni sustavi, toplovodi, plinovodi, vodni udar i sl.), složena višefazna tečenja kao i složeni problemi iz Hidraulike otvorenih tokova te mnogi drugi.
Potrebe za istraživanjem proizlaze iz činjenice da se Računalnom dinamikom fluida mogu vrlo pouzdano rješavati najsloženiji problemi iz domene dinamike fluida koji su često nepredvidljivi te se računalnim modeliranjem mogu uvidjeti pojedine pojave tijekom gibanja fluida. Unutar znanstvenog istraživanja provodila bi se izrada numeričkih modela unutar domene Hidraulike otvorenih tokova, konkretno izrada numeričkog modela propagacije toka krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala, poplavnih valova i modela rušenja nasute brane, kao i izrada numeričkih modela kod naglih promjena vodnog lica (npr. istjecanja ispod zapornice, formiranje vodnog skoka, razni tipovi preljeva unutar korita, dimenzioniranje slapišta i sl.). Tom prilikom bi se primjenilo nekoliko izrađenih numeričkih modela razvijenih unutar doktorske disertacije docenta Elvisa Žic, kao i primjena razvoja novih numeričkih modela unutar ANSYS Fluent paketa. Budući izrađeni numerički modeli imati će primjenu u samoj nastavi (izrada završnih, diplomskih i doktorskih radova), ali i u svrhu izrade hidrotehničkih studija te idejnih i izvedbenih projekata na nacionalnoj razini. Metodologija samog istraživanja će se bazirati na primjeni do sada stečenog znanja iz područja Računalne dinamike fluida kao i daljnje usavršavanje i razvoj novih numeričkih modela za opis složenih hidrodinamičkih procesa u području Hidraulike otvorenih tokova.
Značajke ovog istraživanja za razvoj znanosti i tehnologije ima izuzetan doprinos, jer se pojedini vrlo složeni prirodni fizikalni procesi mogu adekvatno opisati odgovarajućim vladajućim parcijalnim jednadžbama, te posljedično s time vizualno prezentirati putem niza simulacijskih prikaza. Radi verifikacije i validacije numeričkih modela primijeniti će se za pojedine složene probleme i primjena nekih od fizikalnih modela (sa popratnom mjernom opremom) instaliranih u hidrotehničkom laboratoriju na Građevinskom fakultetu Sveučilišta u Rijeci dobivenih preko projekta „Razvoj istraživačke infrastrukture za laboratorije na Kampusu Sveučilišta u Rijeci“ br. RC.2.206-0001. Veliki doprinos budućem istraživanju ima i činjenica da je Katedra za hidrotehniku uključena u CEEPUS III mrežu od 2016. godine na projektu pod nazivom „Building knowledge and experience exchange in CFD“ zajedno sa još 19 europskih institucija. Unutar navedenog CEEPUS III projekta katedra ima odličnu suradnju sa inozemnim institucijama (Fakultetom tehničkih nauka iz Novog Sada, Strojarskim fakultetom iz Banja Luke, Strojarskim fakultetom iz Maribora, te BOKA Sveučilištem u Beču) u pogledu razvoja i implementacije novih metoda u rješavanju problematika iz područja Mehanike fluida. U proteklih dvije godine nekoliko je renomiranih profesora u skopu CEEPUS projekta boravilo na našoj Katedri, te su postignuti vrlo značajni dogovori u pogledu znanstvenog istraživanja kroz razvoj i primjenu numeričkih modela unutar Računalne dinamike fluida. U tom pogledu, suradnja sa inozemnim institucijama kroz CEEPUS mrežu/projekt potiče razvijanje novih znanstveno-istraživačkih projekata na Sveučilištu u Rijeci, objavljivanje znanstevnih radova u renomiranim CC časopisima, kao i poticanje mladih istraživača i studenata da se uključe u isti.


Istraživački tim
Elvis Žic elvis.zic@uniri.hr
Josip Rubinić jrubinic@uniri.hr
Ignacijo Biluš ignacijo.bilus@um.si
Luka Lešnik luka.lesnik@um.si
Siniša Bikić bika@uns.ac.rs
Maša Bukurov masa.bukurov@gmail.com

Dr.sc. Elvis Žic dipl.ing.građ.

Građevinski fakultet
Građevinski fakultet

mobitel: /
prostorija: 221
e-pošta: elvis.zic@uniri.hr
konzultacije: Srijeda, 8-9h, petak 9-10h