Skaitliskās modelēšanas institūts ir Latvijas Universitātes Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultātes pētniecības struktūrvienība, kas  izveidota 2019. gada decembrī uz LU Vides un tehnoloģisko procesu matemātiskās modelēšanas laboratorijas bāzes.

LU FMOF SMI apvieno vairākas Elektrodinamikas un nepārtrauktas vides mehānikas katedras pētnieciskas grupas. Institūta darbības mērķis ir sekmēt inženierfizikāli orientētus nepārtrauktas vides procesu pētījumus gan Latvijas, gan Eiropas industrijas vajadzībām, kā arī sekmēt augsti kvalificētu speciālistu sagatavošanu minētajās jomās.

LU FMOF SMI galvenie pētniecības virzieni ir matemātiskās modelēšanas pieejas un augstražīgu skaitļošanas tehnoloģiju (HPC) lietojumi daudzveidīgu dabas un tehnoloģiju fizikālo procesu izpētē. Pētījumu finansējumu veido Eiropas Savienības un Latvijas Zinātnes Padomes pētniecisko projektu un programmu, starptautisko sadarbības projektu un citu industriālo pasūtītāju, kā arī valsts un pašvaldību līdzekļi.

 

Izmantojot zināšanas matemātikā, fizikā un programmēšanā, institūta pētnieki risina problēmas sekojošās jomās:

Plūsmu, temperatūras, elektromagnētisko un citu fizikālu lauku sadalījumu cietās šķidrās un gāzveida vidēs, kā arī fāžu pāreju un degšanas procesu skaitliska modelēšana un izpēte, izmantojot komerciālo modelēšanas programmatūru un atvērtā koda programmatūru.

Plūsmu, temperatūras, elektromagnētisko un citu fizikālu lauku sadalījumu cietās šķidrās un gāzveida vidēs, kā arī fāžu pāreju un degšanas procesu skaitliska modelēšana un izpēte, izmantojot komerciālo modelēšanas programmatūru un atvērtā koda programmatūru.

Laboratorijā uzkrāta vairāk kā 25 gadu pieredze silīcija monokristālu audzēšanas procesu matemātiskās modelēšanas jomā. Īpaši jāuzsver pētnieku grupas vadošā loma pasaulē silīcija zonas kausēšanas procesa modelēšanā. Procesa aspektu modelēšanai tiek izmantotas specializētas un komerciāli pieejamas modelēšanas programmu sistēmas elektromagnētisko, termisko, hidrodinamisko u.c. procesu aprakstam. Papildus tiek veikti rūpniecisku procesu vadības un kontroles automatizācijas pētījumi.

Laboratorijas rīcībā ir lieljaudas datorklāsteris ar 256 kodoliem, kas paredzēts apjomīgu skaitliskās modelēšanas uzdevumu veikšanai.

Fizikālo lauku mērījumi Rīgas jūras līcī, upēs un rezervuāros. Fizikālo lauku vertikālās struktūras dinamikas modelēšana. Nestacionāru fizikālu lauku (viļņi, straumes, pasīvie piemaisījumi, E. Coli lauks, masas pārnese, morfodinamika) modelēšana piekrastes zonā. Hidrodinamikas operacionālā modelēšana Rīgas jūras līcī. Fizikālo lauku modelēšana upēs. Integrālie ilgtermiņa modeļi piekrastes sanešu pārnesei. Mākslīgo tipisko un kritisko datu kopu sintēze prognostiskiem (īstermiņa, sezonāliem un ilglaicīgiem) aprēķiniem. Pazemes ūdeņu filtrācijas procesu modelēšana un vizualizācija 3D ģeoloģiskās struktūrās. Ūdens kvalitātes modelēšana (BSP, ĶSP, skābeklis, biogēni, barības ķēdes). Ūdens kvalitātes pētījumi upēs. Okeanogrāfisko iekārtu projektēšana un izveidošana.

Klimatiskās informācijas un meteoroloģisko (laika apstākļu) prognožu sagatavošana un operatīva piegāde. Pētījumi balstoties gan uz skaitlisko modeļu datiem, gan novērojumiem. Tiek apskatīti gan standarta meteoroloģiskie parametri (temperatūra, vēja ātrums, nokrišņi), gan tādi nestandarta mainīgie kā grāddienas (svarīgas apkurei, dažādu augu attīstībai), migla un ugunsbīstamība. Balstoties uz reģionālajiem klimatiskajiem modeļiem tiek pētīti arī Latvijas nākotnes klimata attīstības scenāriji.

Fizikālu procesu analīze un pētījumi izmantojot ilggadīgo pieredzi dažādu siltuma un vielas pārneses pētījumos šķidrajos metālos, pusvadītāju materiālos, kā arī konkrētās iekārtās, piem., kausēšanas krāsnīs, metālu liešanas iekārtās, sūkņos, maisītājos, būvkonstrukcijās un citur. Iekārtu un procesu parametriskie pētījumi un optimizācija.

Degšanas un citu ķīmisko endotermo procesu modelēšana gazifikatoros, apkures katlos un citās iekārtās. Bioreaktoru fizikālo procesu modelēšana. Šo iekārtu konstruktīvo risinājumu optimizācija un lietderības koeficienta paaugstināšana.

Materiālu virsmu temperatūras sadalījumu noteikšana, izmantojot tomogrāfijas iekārtas. Materiālu siltuma vadītspējas un siltuma ietilpības noteikšana ar standartizētām un nestandarta metodēm. Materiālu porozitātes mērījumi un termiskās izplešanās noteikšana pie temperatūrām līdz 1200°C. Materiālu virsmu emisijas noteikšana plašā spektrālā diapazonā. “Pelēku” ķermeņu virsmu emisijas koeficientu noteikšana. Caurspīdīgu un daļēji caurspīdīgu materiālu atstarošanas un starojuma caurlaidības noteikšana plašā spektrālā diapazonā.

Būvkonstrukciju siltuma caurlaidības noteikšana, izmantojot standartizētas un nestandarta metodes (skat. www.eem.lv). Faktiskās gaisa apmaiņas intensitātes noteikšana telpās. Telpu blīvējuma (hermetizācijas) standartizēta testēšana. Telpu termiskā komforta parametru noteikšana. Ogļskābās gāzes, monoksīda, formaldehīda un ciklisko ogļūdeņražu koncentrācijas noteikšana gaisā. Gaisa mitruma un temperatūru automatizēts monitorings ar datu uzkrāšanu. Energosertifikācijas veikšana un energoefektivitātes aprēķini, kas balstīti uz Latvijas būvnormatīviem un klimatiskajiem apstākļiem (skat. www.heatmod.lv).

_________

                                                                         

    www.modinst.lu.lv           @modinstlv           +371 67 033 846               modinst@lu.lv