Z novo opremo do boljših pogojev izobraževanja študentov in raziskovanja

Sedimentacijski transportni tank

Flume and Sedimentation Transport Tank FC80 je laboratorijska naprava, zasnovana za prikaz ključnih procesov v hidrodinamiki, sedimentnem transportu in obrežni dinamiki. Sistem omogoča izvajanje različnih eksperimentov, kot so preučevanje laminarnega in turbulentnega toka, analiza hitrostnih profilov, opazovanje plovnih in suspendiranih sedimentov ter simulacija erozije, depozicije in oblikovanja dna. Študenti lahko eksperimentalno spremljajo nastanek peščenih sipin, valovnic ter vpliv sprememb pretoka na stabilnost vodnih poti. Tank je primeren tudi za prikaz delovanja hidravličnih objektov, kot so jezovi, ovire ali modeli pristaniških struktur, kar omogoča razumevanje interakcij med tokom, valovi in dnom.

Slika prikazuje tok tekočine glede na namišljeno oviro z vplivom valovanja v dveh različnih časih.

Foto:

Uporaba FSTT FC80 v izobraževalnem okolju omogoča študentom, da teoretično znanje iz predmetov, kot so Propulzija in manevriranje, Ladijska hidrodinamika, Obalno in priobalno inženirstvo, Oceanografija in meteorologija, Morfologija morskega dna ter Upravljanje pristaniških akvatorijev, nadgradijo s praktičnim razumevanjem. Eksperimentalni pristop povečuje sposobnost interpretacije realnih procesov, izboljšuje intuitivno razumevanje delovanja naravnih in umetnih vodnih sistemov ter krepi analitične spretnosti pri reševanju inženirskih izzivov. S tem se študenti bolje pripravijo na delo na področju načrtovanja, simulacij in upravljanja pomorskih in obrežnih struktur.

Nadgradnja študijskega procesa z uporabo namiznih učnih pripomočkov

Skupna uporaba namiznih pripomočkov v laboratoriju prinaša celostno razumevanje obnašanja materialov, merilnih metod in mehanskih vibracij. Študentom pomorskega strojništva omogoča razvoj eksperimentalnih kompetenc, ki so ključne tako pri projektiranju kot pri diagnostiki in vzdrževanju sodobnih ladijskih sistemov. Vključitev novih naprav omogoča potreben preskok od teoretičnega razumevanja k praktičnemu, eksperimentalnemu učenju materialov in mehanskih pojavov, ki so ključni predvsem za pomorske strojnike.

Študentom naprava za analizo lezenja materialov nazorno pokaže pojav lezenja pod dolgotrajno obremenitvijo ter vpliv temperature, kar je ključno pri ocenjevanju obnašanja materialov v ladijskih pogonskih sistemih, tlačnih posodah in toplotno obremenjenih komponentah. Naprava omogoča izvajanje testov osnovnih faz lezenja, analizo hitrosti lezenja ter primerjave različnih materialov, vse podprto z natančnimi digitalnimi meritvami.

Naprava za merjenje deformacij in napetosti študente uvede v praktično uporabo uporovnih merilnih lističev, kar je temeljna metoda v diagnostiki vibracij, nadzoru konstrukcij in spremljanju obremenitev strojev na ladji. Sistem omogoča preizkuse upogiba, torzije in nateza, hkrati pa tudi različne konfiguracije merilnih mostičkov (četrt-, pol- in celomostični). Študenti na realnih komponentah določajo Youngov modul, Poissonovo število ter analizirajo odzive različnih kovin - veščine, ki so neposredno prenosljive na študij ladijskih struktur in strojnih elementov.

Prosto torzijski vibracijski sistem omogoča poglobljeno razumevanje naravnih frekvenc, dušenja in dinamike gredi - ključnih pojavov v pomorskih pogonskih sistemih. Študenti opazujejo rotacijska nihanja diska, preizkušajo vpliv geometrije, togosti in vztrajnostnega momenta ter s pomočjo brezkontaktnega senzorja in zajema podatkov izvajajo natančne analize vibracij. To znanje je nepogrešljivo pri reševanju problemov torzijskih vibracij ladijskih gredi, sklopk in motorjev.

Možnosti za raziskovanje

Naprava za analizo lezenja materialov omogoča določanje faz lezenja, vpliva temperature ter uporabo različnih materialov, kar odpira vrata za poglobljene raziskave modeliranja življenjske dobe komponent iz različnih polimerov in kovin pod nizkimi obremenitvami. Možno je primerjati primarno, sekundarno in terciarno fazo lezenja ter izvajati termomehanske analize, ki temeljijo na preizkusih z ogrevanjem in hlajenjem vzorcev, kar omogoča razvoj modelov aktivacije lezenja pri različnih temperaturah ter primerjalne študije novih materialov (npr. kompozitov za pomorske aplikacije), saj naprava podpira uporabo različnih vzorcev.

Naprava za merjenje deformacij in napetosti omogoča razvoj izboljšanih metod merjenja mehanskih napetosti z uporabo različnih mostičnih konfiguracij, analizo obnašanja različnih kovin in zlitin pri različnih obremenitvah v primerjavi z industrijskimi standardi ter optimizacijo mesta pritrditve merilnih lističev v ladijskih konstrukcijah z namenom nadgradnje spremljanja stanja struktur.

Raziskave torzijskih in dinamičnih pojavov s TM165 omogočajo tudi merjenje prostih torzijskih vibracij, dušenja, naravnih frekvenc in vpliva geometrije gredi, kar omogoča razvoj numeričnih modelov torzijskih vibracij, validiranih z eksperimentalnimi podatki o frekvenci, fazi in dušenju, študije vpliva spremenjenih geometrij gredi (dolžina, premer, vztrajnostni moment) na stabilnost pogonskih linij v ladijskih sistemih ter raziskave naprednih oblik dušenja z uporabo dodatnega dušilnega modula.

Kombinacija vseh namiznih naprav podpira uporabo podatkov v realnem času, kar s strojnim učenjem in digitalno korelacijo podob odpira pot raziskavam digitalnih dvojčkov, naprednim analizam valovanj, neinvazivnemu merjenju deformacij, iskanju idej za izboljšanje vzdržljivosti komponent v ladijskih motorjih, razvoju novih protikorozijskih ali temperaturno odpornih materialov, analizi vibracijskih odzivov pogonskih gredi za preprečevanje resonanc ter optimizaciji konstrukcijskih elementov glede na realne napetosti in deformacije. •