Računalniško modeliranja v inženirstvu – prihodnost ali sedanjost?

Inženirstvo se je v zadnjih desetletjih močno spremenilo, saj se je pojavila potreba po uporabi inženirskih znanj na področjih, ki so bila nekoč zapostavljena. Lep primer je okoljsko inženirstvo, ki se ukvarja s preprečevanjem in odpravljanjem škodljivih vplivov naše civilizacije na okolje. Pomemben del okoljskega inženirstva obsega strojniška znanja, predvsem mehanski in toplotno-snovni ločevalni postopki. Spremenil se je tudi način konstruiranja, saj danes brez računalniških modelov in računalniških simulacij ni več resnega inženirskega ter razvojno-raziskovalnega dela. Kot primer navedimo računalniško projektiranje udobja v bivalnih prostorih, kjer lahko z računalniško simulacijo izračunamo temperaturo, vlažnost in hitrost zraka povsod v prostoru, na primer blizu okna, ob mizi, v bližini glave … Računalniško inženirsko modeliranje ni omejeno samo na področje klasičnega strojništva, njegova uporaba je vse pogostejša tudi v procesnem inženirstvu, okoljskem inženirstvu, elektrotehniki, kemijskem inženirstvu, gradbeništvu, torej v vseh tehniških disciplinah.

 

Primer računalniškega modeliranja udobja v stanovanjskem prostoru

Posebej zanimiva je uporaba računalniških metod pri obravnavi okoljskih problematik, na primer razširjanja škodljivih snovi v zunanjem okolju, torej v zraku, vodi in zemlji, kot tudi v zaprtih prostorih, stanovanjih, pisarnah in industrijskih objektih. Ko že govorimo o računalništvu, hlajenje procesorjev je tematika, ki jo rešujejo strojniki, rezultati pa so lahko tudi močno povečanje procesorske hitrosti samo na račun izboljšanega hlajenja.

Prav računalniško modeliranje predstavlja bodočnost modernega inženirstva in s tem tudi strojništva, saj omogoča bistveno natančnejše in hitrejše izračune kot je bilo to možno do sedaj. Lahko govorimo o navidezni resničnosti, ki jo na koncu resnično tudi občutimo. Naša podjetja vse bolj spoznavajo vrednost takšnega načrtovanja, delno pa jih k temu navajajo tudi zahteve tujih partnerjev, ki želijo imeti izdelke potrjene in dokazane prav s pomočjo računalniških simulacij. Tudi v Mariboru se danes že razvijajo podjetja, ki uporabljajo računalniško modeliranje kot osnovo svojega dela, omenimo samo AVL-AST, s pomočjo katerega je bila narejena študija projektiranja udobja v prostoru.

Seveda se omenjen napredek kaže tudi v izvedbi študijskih programov na Fakulteti za Strojništvo v Mariboru. V okviru Katedre za energetsko, procesno in okoljsko inženirstvo izvajamo študija okoljskega inženirstva ter energetskega in procesnega strojništva, ki zajemata prej opisane tematike. Študij in raziskovalno delo na tem področju sta močno povezana z interesi industrije, omenimo le Gorenje, Lek, KIV ter AVL iz Avstrije. Podobno je na podiplomskem magistrskem in doktorskem študiju strojništva in tehniškega varstva okolja. Uspešno raziskovalno in pedagoško delo ni naključje ampak posledica razvoja lastnega računalniškega programskega paketa, izvedenih računalniških simulacij klimatizacije prostorov, mešanja, zgorevanja, sušenja, toka v turbinskih strojih, ter uspešnega dela na področju laserskih merjenj tokovnih polj. 
Študij strojništva torej ni več kar je bil nekoč, ponovno postaja nepogrešljiv motor in spremljevalec razvoja družbe. Ali če povzamemo in citiramo znanega avtomobilskega proizvajalca: napredek je v tehniki.

Primer računalniškega modeliranja procesne naprave za predelavo komunalnih odpadkov



Računalniški model fermentorja – mešalne posode v farmacevtski industriji

Red. prof. dr. Matjaž Hriberšek
Vodja Laboratorija za računalniško dinamiko tekočin