Новини и събития

дек 16, 2011

Популяризирането на извършваните дейности и възможностите на Университетския Научно-Изследователски Комплекс, неговите предметни области и планове за бъдещо развитие през първата година от проекта беше осъществено чрез провеждането на семинар на 16/12/2011г, в Технически Университет – София.

 

РАБОТЕН ПАКЕТ WP2 - Развитие на изследователската инфраструктура на УНИК

Развитие на изследователската инфраструктура на УНИК – WP2 е осъществena в контекста на отделните научни направления в работни пакети  WP4, WP5 и WP6.

SP1 Научно направление "Виртуално инженерство"

Изследванията свързани с ВИ използват най-новите технологии за проектиране, симулиране на поведението и на визуализация на сложни инженерни обекти и системи. Изпълнението на текущия проект ЦВП предвижда закупуване на само на базови специализирани средства за моделиране и симулации, които дават начални възможности за развитие на виртуални прототипи, но не и ефективните нива на  ВЕ технологиите. Това налага да се доразвие научния инструментариум в посока на тримерно интегрирано асоциативно моделиране на свободни форми от типа интегрирани решения от висок клас на фирмата PTC-Pro/Engineer. Също е необходимо надстрояване на предвидения до момента инструментариум от техноло-гичния лидер за специализиран приложения ANSYS/FLUENT версия за образователни цели към мощни инструменти за моделиране на сложни мултифизични системи във виртуален функционален прототип, включително термофлуидни процеси чрез решения от типа ANSYS/Multiphysics Academic Accossiate. За осигуряване на достатъчна изчислителна мощност позволяваща изграждане на сложни виртуални прото-типи е необходимо да се достави мощна изчислителна система с минимум 64 (предпочитано 128)GB RAM и HDD >2 TB. За съхранение на данните и управление на задачите на виртуалните минженерни модели в целия УНИК и за постигане на по-добра синергия при организацията на работата е необходима доставката на модулна сървърна система(RackMount) с минимум 64(предпочитано 128)GB RAM и HDD Storage>5TBН. По отношение на средствата и инструментите за интерперетация на моделите и резултатите във виртуална реалност (единствената в региона система ще бъде доразвита до актуално технологично ниво) и в съответствие с планираната изследователска дейност е необходимо съществуващата в момента система за визуализация да бъде модернизирана за достигане на актуално ниво на технологична окомплектованост чрез закупуване на предложените технически и програмни средства: клъстер от 3 високо производителни графични стации; специализирани софтуерни решения на фирмите VR-Solutions и Visenso за визуализация на резултатите от проектирането, моделирането, симулацията и прототипирането на изделия и процеси във виртуална среда с тактилна и акустистична подсистеми.

Във връзка с планираните изследвания за субективно оценяване и валидация на реализациите от виртуалното инженерство чрез физически прототипи е необходима доставката на система за бързо физическо прототипиране  директно от виртуалните 3D модели от типа 3D Rapid Prototyping. За оценяване на тези прототипи, както и за дигитализиране на съществуващи физически обекти е необходимо да се закупи тримерен скенер, който позволява да се възпроизвеждат сложни форми получени по директен път, както и да се контролират и верифицират създадените физически прототипи.

 

SP2 Научно направление "Комуникационни технологии"

За провеждане на предвижданите научни и приложни изследвания е необходимо да се разполага с генератори, измерителни приемници, антени и други уреди и възли в честотния обхват от 300 KHz до 40 GHz, с които да се създават измерителни радиотрасета и да се изследват съществуващите, включително и за неосновни излъчвания и излъчвания в близката зона, както и на специфични експериментални постановки за изследване на биологичното действие на радиовълните.

 

SP3 Научно направление "МЕМС и микро/нанотехнологии"

Предвидената за закупуване апаратура е комплектована по такъв начин, че да се създаде уникален национален и регионален изследователски комплекс. Микро и наносистемите съставляват част от най-съвременните научни направления и като една силно динамична област определя високи изисквания към необходимата за развитието й научна апаратура. Приложността на тази технология в областта на създаването на микросензори, медицински импланти, микромолдинг и микроактуатори, заложена и в развиваният Център за върхови постижения, изисква необоходимостта от наличието на широк спектър изследователско оборудване.

• Предвидената в първоначалният план за оборудване на Центъра лазерна система за микрообработка чрез сублимационно отнемане на метални и керамични материали ще бъде допълнена с оптична система за цялостно изграждане чрез добавяне на материал (бързо прототипиране) на метални микроструктури с произволно сложна форма. Това ще позволи да се разширят технологичните възможности за прототипиране на микроструктури .
Развитието на това направление от действащия Център за върхови постижения, ще се направи  увеличаване на възможностите за измерване и изследване на различни физични величини чрез уникално специализирано лабораторното оборудване. Планирани са уреди за отчитане на температура (контактен и безконтактен път), изследователската екипировка за определяне на качеството на нанесените слоеве (контрол по грапавост, дебелина и твърдост), лабораторните установки за разрязване и получаване на образци материал за изследване, както и много важен за контрол и изследвания на нанометрични структури сканиращ миркоскоп. Измервателната техника е избрана, прилагайки същата концепция – създаване на център за прецизни уникални измервания на ниво атоми, структури, елементи, системи. Това допълнително изследователско оборудване ще даде нови възможности за прототипиране и последващо изпитване на микроструктури, което е една от стратегическите области на проекта и това определя необходимостта от закупуването му. Така се гарантира затваряне на основните процеси по изследване, проектиране, прототипиране и контрол.

• За целите  на моделирането, изследването и проектирането на микро и нано структури, технологични процеси и технологични схеми, елементи, модули, схеми и системи е необходимо закупуване на лицензии за софтуерни системи от световната организация EUROPRACTICE, която е единствената официално оторизирана институция, която доставя програмни системи за електрическо и топологично проектиране (като CADENCE, SYNOPSYS, Mentor Graphics и др.), осигурява поддръжка и ъпдейтване на софтуера, организира изготвянето на прототипи и т. н.  и  от лидера в производството и продажбата на системи за моделиране и симулация на технологии и елементи – SILVACO. Възможностите за оценка и изследване на микроструктури се допълва успешно от специализираният софтуер за пресмятане на надеждностните показатели. Предвидено е  обновяване и ъпдейд на съществуващото оборудване в ECAD лабораторията с нови SUN сървъри, терминали, мощни многопроцесорни паралелни конфигурации, мрежи и периферия.

 

SP4 Научно направление "Нови материали и наноструктури"

За изпълнение на поставените задачи и извършване на различни измервания и анализ е необходимо използването на специализирана апаратура, със съответния софтуер за обработка на резултатите: 1.Апарати за синтези и обработка на полимери и полимерни материали: реактор, устройство за плазмена обработка на повърхности, устройство за радиационна (УВ), микровълнова и ултразвукова обработка на повърхности. 2.Апарати  за изследване на повърхности и доказване на структури: AFM микроскоп,  плазмонен микроскоп, рентгеноструктурен анализ, апарат за определяне на контактен ъгъл на мокрене. 3.Апарати за доказване на приложимост на получените нанофункционализирани полимерни материали – камера за светоустойчивост, биореактор, анализатор на химична (COD) и биологична (BOD) потребност на кислород.Сканиращ електронен микроскоп със софтуер за анализ на изображението (Image Analysis) за изследване на микро- и наноструктурни метални сплави и текстилни влакна (Scanning Electron Microscopy - SEM JEOL); - Линия от машини за подготовка на проби с микро и наноструктури- за снемане на металографски характеристики. Апарат за нанасяне на тънки слоеве върху текстилни и друг тип гъвкави повърхности; Инфрачервен спектрофотометър (FIR) за определяне на химическата структура и морфологията на електроовлакнените полимери и модифицирани повърхности; Апарат за паропропускливост и апарат за въздухопропускливост (Atlas) за определяне пропускливостта на частици с различен размер през мултифункционални нанонетъкани материали (ННМ) и текстилни структури, мембрани; Апарат за нанометрично измерване на дебелина на филми, необходим за определяне на дебелината на слоя от нановлакна върху класически нетъкани текстилни материали и други повърхности; Климатична камера; Микротом за подготвяне на фини срезове, необходими за анализ на напречната структура на ННМ под микроскоп; Микроскоп за определяне на температурата на топене на органични полимери и соли; Вискозиметър (RotoVisco, Haake) – за характеристика на разтворите на полимери, поредназначени за електроовлакняване; Тензометър (Drop volume tensiometer DVT50, Kruеss) – определяне на гранични напрежения при динамичен режим на изпитване; - Дилатометър за съставяне на диаграми и критични температури за термична и термо-механична обработка за получаване на микро- наноструктури (“Rita” Setaram) със софтуерен продукт за дилатометър (Kalisto); - Апаратура за химически анализ на базата на спектрален анализ (спектрограф); - Апаратура за диференциален термичен анализ (с възможност да реализира термичен цикъл  в интервала (-170 до 700ОС); - Thermal Analyser - DTA+TMA.

Софтуерни продукти: - Софтуерен пакет за оптимален избор на материали и избор на технология за обработването им (от типа на Granta Mi с модули: - CES Selector 2008; - CES Constructor; - CES EduPack 2009); - CFD софтуер Fluent (Ansys, Inc.) – за симулация на течения (ненютонови) - Софтуер за визуализация на микро и нано структури (от типа на Materials Visualizer). Специализирана компютърна конфигурация за работа и визуализиране резултатите от изследванията. Софтуерен продукт за моделиране поведението на микроструктурата при термична обработка (Magma Soft); - софтуерен продукт за моделиране микроструктурата при пластична деформация („Deform”).

 

SP5 Научно направление "Енергийно рекупериране"

С оглед на постигнатите  до момента резултати може да се твъди, че изследванията  за системи за рекупериране на енергия са изключително актуални и са необходими следващи стъпки  за окомплектоване на научното и контролно-измервателно оборудване, отнасящо се до:

• Необходимост от уред за динамично балансиране на ротори, даващ възможност за определяне на динамичния дебаланс без необходимост от демонтаж на ротора.

• Генератор на вибрации, уред за измерване на нивото на шума, универсален виброизмервателен уред, лазерен безконтактен виброизмервателен уред, оборотомер, виброизолирана маса и аксесоари и софтуер за измерване на шум, вибрации и температура, даващи възможност за определяне на собствени честоти, нивото на шума, контактно и безконтактно измерване на вибрации, както и графична и числена обработка на резултатите от измерванията.

• Комплексна измервателна апаратура със софтуер, даваща възможност за свързване към нея на различни видове датчици, като посредством интерфейс информацията от тях в реално време се предава в цифров вид към персонален компютър.

• Измервателни уреди за сили, моменти и налягане, даващи възможност за измерване на статични натоварвания в изследваната система.

• Комплексен уред за тестване и генериране на шокови натоварвания, даващ възможност за реализиране на динамични натоварвания с ударни въздействия върху микроструктури.

• Устройство с вграден кинематичен акумулатор на енергия за интеграционни изследвания.

• Съвременен софтуер за симулиране на мехатронни системи.

 

SP6 Научно направление "Енергийна ефективност"

Разработването на нови енергоспестяващи материали е съвременна и актуална тенденция в областта на енергийната ефективност. За идентификация, изследване и анализ на термичните свойства на такива материали, както и за оценка на съответствието им с изискванията за енергийна ефективност и определяне на ефективната им приложна област, е необходимо доставяне на специализиран уред за измерване на коефициент на топлопроводност работещ по метода на „топлата плоча”, уред за измерване на коефициента на температуропроводност и на специфичния топлинен капацитет по т.н. „flash method”. Със специализиран софтуер за обработка на експерименталните данни тези уреди ще дадат възможност за пълно термично охарактеризиране на съществуващи и нови материали, част от които са планирани за разработване в направлението “Нови материали и нанотехнологии”.

Проблемите на т.н. пасивни и зелени сгради формират значима самостоятелна група задачи в областта на енергийната ефективност. За изследване и анализ на енергийните характеристики на елементи на пасивни и зелени сгради ще се изгради тестов модул за експериментално изследване, позволяващ физическо моделиране на различни пасивни структури и сценарии, а моделирането и симулирането на процесите ще се осъществява със специализираните софтуерни пакети VisualDOE-4.0, TRNSYS и Esp-r. Калибрирането на симулационните модели на изследваните модули ще се извършва по измерени нестационарни темпе-ратурни полета с термовизионна техника от висок клас и даталогери.

Търсенето на нови и ефективни решения за осветление се свързва с изследвания на специфичните оптически характеристики на системите. За тази цел се предвижда доставяне на гониометър за измерване на огледално отражение и пропускане на светлина, спектрорадиометър и фотометър, интегрираща сфера за измерване на светлинен поток на светодиоди и лампи. Енергийните характеристики на машините, съоръженията и агрегатите, използващи електричество са в непосредствена зависимост от качеството на електричеството. За идентификация на това влияние е необходима специализирана система за измерване и анализ на параметрите на електричеството и съоръженията. За търсене на нови възможности за обра-ботка и пренос на информация при централизиран дистанционен мониторинг, контрол и управление в реално време на потреблението на енергия от разсъсредоточени потребители е предвидено доставяне на съответна измервателна апаратура, стандартни комуникационни средства и контролери, осцилоскопи и специализиран софтуер, спектрален анализатор на електромагнитни сигнали и анализатор на вериги.

 

SP7 Научно направление "Възобновяеми енергийни източници"

Научноизследователските аспекти на генерирането на топлина от ВЕИ в настоящия проект са обобщени в клас задачи „Структурно-параметричен синтез и анализ на нископотенциални комбинирани  системи за получаване на топлина и студ”. Решаването на този клас задачи изисква наличие на оборудване и апаратура за извършване на експериментални изследвания и симулационно моделиране, включващи система за топлинно преобразуване на слънчевата енергия, позволяваща изследване на енергийните характеристики на плоски и вакуумни слънчеви колектори и ефективността на улавяне на слънчевата енергия при различни структури за акумулиране на топлина, система за генериране на студ от слънчева енергия с интегриран хладилен абсорбционен цикъл, три системи за изследване на енергийните характеристики на термопомпени агрегати за оползотворяване на топлината на земята, геотермална вода и атмосферния въздух за отопление и охлаждане, автоматизирана метеорологична станция за измерване и записване на данните за температура, относителна влажност, пълна и директна радиация, посока и скорост на вятъра, необходими при моделирането и анализа на производството на топлина и електричество, анализатор на компресорни агрегати за охлаждане и даталогери с датчици за измерване на основни режимни параметри на системите – температура и  налягане, специализиран софтуер за моделиране и симулиране на топлинни процеси в системите за трансформиране на енергията на нископотенциални топлинни източници, работни станции за компютърно симулиране и числено изследване. Основните експериментални системи ще бъдат разположени на специална за това открита площадка (test site) на територията на ТУ. Локална мрежа ще осигурява комуникацията между работните станции и системите за измерване.

За изследване на процесите при различни технологии за получаване на електричество от вятърна и слънчева енергия се предвижда оборудване за: създаване на експерименални стендове за физическо моделиране на процесите при ветро- и фотоволтаичните генератори с мощност до 1,5 kW, които ще се разположат на специализираната площадка, коментирана по-горе; изграждане на хибридна система с мощност 1,5 kW, съчетаваща производството на електричество от фотоволтаични колектори и ветрогенератор, горивни клетки и акумулиране в суперкондензатори; провеждане на измервания и наблюдения - съвременна аналогова и цифрова измервателна апаратура и системи за автоматизирано измерване и събиране на данни; регулиране и управление на разработваните физически модели - цифрова апаратура и изпълнителни механизми; моделиране и симулиране на процесите на генериране на електричество – специализиран софтуер и компютърни конфигурации. Спецификата на изследването на процесите при преобразуване на енергията на нископотенциални водни източници в електричество налага провеждането на експерименти с  апаратура и съоръжения, отговарящи на стандарта на IEC (Стандарт 60193), както и компютърно моделиране и симулиране. В настоящия проект се предвижда оборудване за: изграждане на стендове за физическо моделиране и изследване на нови турбини; управление на водните потоци и регулиране на дебита в широк диапазон (затворни и регулиращи органи - иглени, дискови, регулатори на дебит); прецизна измервателна апаратура с преобразуватели за налягане, дебит, ниво, скорост, преместване, температура; специализирани помпи за създаване на точно определени параметри на потоците; моделиране, симулиране на процесите, както и проектиране на турбини – специализиран софтуер и компютърна техника.

 

обратно в Дейности

Предишна страница: Дейности  Следваща страница: За екипа