Laboratorija za istraživanje i razvoj modela radnih procesa pogonskih sistema

Katedra za motore ima višedecenijsku tradiciju i iskustvo u razvoju numeričkih simulacionih modela radnih procesa motora i klipnih kompresora, i u ovoj oblasti predstavlja vodeću laboratoriju u regionu Centralne i Jugoistočne Evrope više od 40 godina.

Oblast istraživanja

Laboratorija za istraživanje i razvoj numeričkih simulacionih modela formirana je 2014. godine nakon rekonstrukcije dela laboratorijskog prostora Katedre za motore, čime su se stekli uslovi za uređenje posebnog prostora za formiranje mini-računskog centra. Laboratorija se bavi razvojem specifičnih softverskih alata za različite oblasti tehnike pogona, i to:

  • Softverskih alata za modeliranje i optimizaciju konstrukcije motora SUS; 
  • Softverskih alata za modeliranje i optimizaciju radnog procesa motora SUS; 
  • Softverskih alata za modeliranje i optimizaciju hibridnih pogonskih sistema; 
  • Softverskih alata za identifikaciju parametara matematičkih modela.

Oprema i tehničke mogućnosti

Laboratorija poseduje 10 radih mesta opremljenih serverom i ThinClient računarima i omogućuje spoljnu konekciju još 6 dodatnih radnih stanica kao i on-line pristup za rad na daljinu namenjen studentima. Računski sistem je koncipiran u saradnji sa vodećom svetskom kompanijom Hewlett Packard, pri čemu su resursi i performanse računarskog sistema optimizovani na osnovu zahteva u pogledu stabilnog rada sistema i vremena izvršenja kritičnih numeričkih proračuna radnog procesa motora SUS.

Laboratorija za istraživanje i razvoj modela radnih procesa pogonskih sistema – Sinergija razvojnih softverskih okruženja za AVL – NI LabVIEW – ETAS – Mathworks

Sopstveni razvoj softverskih alata

Katedra za motore uspešno razvija i primenjuje specifične simulacione modele radnih procesa motora, kompresora i sistema natpunjenja duže od 40 godina, koristeći uvek najsavremenije računarske alate. Sopstveni razvoj modela okrenut je pre svega rešavanju problema koji proističu iz istraživačkih projekata, za koja, po pravilu, nema gotovih komercijalno dostupnih simulacionih modela. Simulacioni modeli i optimizacioni algoritmi realizuju se na platformi Mathworks Matlab.

Platforma AVL

Od 2014. godine Katedra za motore je pristupila programu za saradnju sa univerzitetima (UPP – University Partnership Programme) austrijske kompanije AVL GmbH iz Graca, koja je vodeći svetski razvojno-istraživački centar za motore i pogonske sisteme. Pristupanjem ovom programu Katedra za motore je obezbedila korišćenje najsavremenijih specijalizovanih računarskih paketa za istraživanje radnih procesa motora i simulacije rada pogonskih sistema. Sa druge strane, učešćem u programu omogućen je razvoj i primena sopstvenih rešenja kroz integraciju modula u platformu AVL AST (Advanced Simulation Tools).

Programom saradnje obuhvaćeni su sledeći razvojni alati: 

  • AVL Boost – razvojno okruženje za izvođenje nultodimenzionalnih, jednodimenzionalnih i kvazidimenzionalnih (0D/1D/QD) simulacionih modela radnog procesa motora SUS;
  • AVL Fire – razvojno okruženje za izvođenje 3D simulacija radnog procesa motora SUS, simulacija strujanja u komori, kanalima i kolektorima, simulacija procesa ubrizgavanja, raspršivanja i isparavanja goriva;
  • AVL Excite – razvojno okruženje za simulacije kinematike i dinamike motorskog mehanizma, proračun naponskih stanja u delovima motora i simulacije triboloških fenomena (trenje u klipno-cilindarskom sklopu, trenje u ležajevima i sl.);
  • AVL Cruise – razvojno okruženje za simulacije kompletnih pogonskih sistema namenjenih proceni performansi motora i hibridnih pogonskih sistema u eksploatacionim uslovima;
  • AVL Concerto – interaktivno razvojno okruženje za postprocesiranje, analizu i grafički prikaz rezultata motorskih ispitivanja;
  • AVL Cameo – okruženje za razvoj aplikacija namenjenih upravljanju ispitivanjem i monitoringu radnih parametara motora tokom ispitivanja.

Softverski alati AVL AST: AVL Fire i AVL Excite

Platforma National Instruments

Katedra za motore od 2005. godine koristi razvojne alate američke kompanije National Instruments. Razvojno grafička okruženja NI LabView i NI DiaDem koristi se za:

  • Razvoj aplikacija za merenje i nadzor tokom ispitivanja motora u stacionarnim i dinamičkim testovima;
  • Razvoj aplikacija za upravljanje probnim stolom i komunikaciju sa platformom AVL Cameo;
  • Razvoj aplikacija za komunikaciju sa mernim sistemima drugih proizvođača (AVL, Horiba, Tektronix);
  • Razvoj aplikacija za postprocesiranje rezultata merenja i automatsko generisanje izveštaja (NI DiaDem).

Softverski alat National Instruments LabVIEW u laboratoriji za ispitivanje motora.

Laboratorija i studenti

Osim u domenu istraživanja u okviru projekata, Laboratorija za istraživanje i razvoj simulacionih modela sa svim razvojnim okruženjima AVL, NI LV i Matlab/Simulink koriste se u praktičnoj nastavi u okviru većine kurseva na Osnovnim, Master i Doktorskim akademskim studijama Katedre za motore (Radni procesi motora, Simulacije radnih procesa motora, Oprema motora, Mehatronika motora, Ispitivanje motora, Natpunjenje motora, Izabrana poglavlja iz oblasti motora SUS 1 i 2).

Osim u sali 51 u kojoj su smešteni svi računarski resusri i u kojoj se održava praktična nastava, pristup je omogućen na daljinu (za potrebe rada studenata 24/7), kao i u laboratorijama 43, 46 i 47.