Kontrolowanie przepływu w systemach
Przepływ powietrza ponad skrzydłem samolotu, przepływ ropy naftowej w długodystansowych rurociągach oraz przepływ krwi w tętnicach podlegają prawom fizyki przepływu cieczy. Ostatnie postępy technologiczne w dziedzinie czujników i oprogramowania sprawiły, że wykorzystanie systemów sterowania przepływem stało się bardziej przydatne i opłacalne. Jednakże zazwyczaj stosowane metody numeryczne są bardzo skomplikowane i nieliniowe. Wymagane są uproszczone przybliżenia, aby analiza i projektowanie systemów kontroli płynów stało się dostępne dla większości badaczy. Dlatego też właśnie powstał finansowany ze środków UE projekt "Flow control: Reduced order modelling, nonlinear analysis and control design" (FLOCON). Naukowcy początkowo zajęli się tworzeniem uproszczonych modeli (o zredukowanym rzędzie) w celu położenia podwalin pod analizę i projektowanie systemów kontroli przepływu. Prace koncentrowały się na modelach liniowych, które są łatwiejsze w użyciu, jednak z zamiarem zajęcia się również prostymi modelami nieliniowymi. Chwilowe prędkości w określonych odstępach czasu (obrazy stanu) zebrano doświadczalnie za pomocą anemometrii obrazowej lub też wygenerowano teoretycznie za pomocą symulacji metodą obliczeniowej dynamiki płynów (CFD). Zespół zastosował sprawdzone techniki, aby uzyskać z danych modele o zredukowanym rzędzie. Jak wykazano, modele dokładnie odwzorowywały obserwowaną dynamikę płynów. W drugiej połowie zespół zastosował metodologię modelowania do projektowania systemu kontroli przepływu. Przypadek testowy umożliwił kontrolę nad lokalnym wirowaniem lub rotacją cieczy (wirowością) za zanurzonym systemem kołowego cylindra. Po kampanii eksperymentalnej, mającej na celu zebranie punktów wejściowych nad cylindrem i wewnątrz cylindra, badacze oszacowali nieliniowy model dynamiczny i zaprojektowali kontroler. Został on przetestowany numerycznie za pomocą platformy MATLAB i symulacji CFD, wykazując znaczne zmniejszenie wirowości w kontrolerze. Kontrola przepływu odgrywa ważną rolę w redukcji nieliniowości i turbulencji w wielu zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych. Projekt FLOCON dostarczył ważnych narzędzi wspomagających projektantów w opracowywaniu systemów kontroli, których praca ma potencjalny wpływ na sektor kosmiczny, transportowy, energetyczny i bezpieczeństwa UE.
