Dwa nowe projekty z udziałem Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej otrzymały dofinansowanie w konkursach Narodowego Centrum Nauki: Miniatura 9, OPUS 28+LAP/Weave
MINIATURA 9
Tytuł projektu: Potencjał wzmocnienia współczynnika rektyfikacji w dwufazowych diodach termicznych poprzez optymalizację kąta zwilżania powierzchni skraplacza
Osoba realizująca działanie naukowe: dr inż. Tomasz Kułakowski
Wartość projektu: 49 094,00 zł
Celem nauk związanych z zarządzaniem termicznym jest precyzyjna kontrola kierunku i gęstości strumienia ciepła. Jest to realizowane poprzez zjawiska takie jak przewodzenie ciepła, konwekcja, promieniowanie, czy zmiany stanu skupienia. W zależności od specyficznych potrzeb stosowane są materiały o odpowiednich parametrach fizycznych, np. przewodności cieplnej lub cieple właściwym. Przykładowo dla zachowania energii w systemie (np. izolacja ścian w budynku) materiały o niskiej przewodności cieplnej, a dla jego efektywnej dyssypacji (np. radiatory w układach elektronicznych) elementy o wysokiej przewodności cieplnej oraz zwiększające powierzchnię wymiany ciepła. Większość z nich posiada właściwości izotropowe – parametry nie zależą od kierunku przepływu ciepła, co w wielu aplikacjach ogranicza potencjał optymalizacji. Przykładem mogą być moduły baterii w pojazdach elektrycznych, w których przestrzeń między sąsiadującymi ogniwami wypełniona jest materiałem izolacyjnym aby uniemożliwić termiczną reakcję łańcuchową, co jednocześnie utrudnia efektywne chłodzenie ogniw. Opisane ograniczenia można zredukować dzięki zastosowaniu diod termicznych – układów cechujących się znaczną różnicą (rektyfikacją) parametrów cieplnych w przeciwnych kierunkach. W opisanych badaniach rektyfikacja będzie opierała się na wykorzystaniu różnic w interakcjach powierzchniowych zachodzących podczas procesów parowania i kondensacji.
Wyniki badań mogą stać się podstawą do rozwoju dwufazowych diod termicznych o znaczącym potencjale aplikacji m.in. w pojazdach elektrycznych, czy układach wystawionych na działanie warunków ekstremalnych (np. w aplikacjach militarnych, czy pożarowych).
Badania nad maksymalizacją efektywności pracy dwufazowych urządzeń do zarządzania termicznego i umożliwiającą rozwój nowych ścieżek badań nad kontrolą procesów termicznych, do zastosowania m.in. w pojazdach elektrycznych, czy układach wystawionych na działanie warunków ekstremalnych (np. w aplikacjach militarnych, czy pożarowych). Z uwagi na fundamentalny charakter prowadzonych badań są one zaplanowane pod kątem pozyskania wyników do kolejnej aplikacji w programie NCN SONATA, a także mają potencjał przeniesienia technologii z etapu badań fundamentalnych do badań aplikacyjnych i wdrożeniowych.
Realizacja działania rozpoczęła się w listopadzie br. i ma potrwać rok.
OPUS 28+LAP/Weave
Tytuł projektu: Sygnały klimatyczne w ruchu obrotowym Ziemi: Wpływ na interpretację zmian Parametrów Orientacji Ziemi i ich prognozowanie
Kierownik projektu: dr hab. inż. Małgorzata Wińska
Wartość projektu: 2 202 156,00 zł, a tym dla PW: 342 940,00 zł
Ruch obrotowy Ziemi, choć pozornie jednostajny, w rzeczywistości ulega zmianom pod wpływem procesów zachodzących w atmosferze, oceanach, hydrosferze lądowej oraz litosferze. Zmienności te opisują Parametry Orientacji Ziemi (z ang. Earth Orientation Parameters – EOP), takie jak ruch bieguna, różnica między czasem uniwersalnym a skoordynowanym czasem uniwersalnym oraz przesunięcia bieguna niebieskiego. Wiedza o EOP jest kluczowa dla orientowania instrumentów astronomicznych, planowania misji kosmicznych, realizacji systemów czasu oraz precyzyjnego pozycjonowania na Ziemi i w kosmosie. Parametry te są również niezbędne w badaniach naukowych dotyczących dynamiki Ziemi. Niektóre zastosowania wymagają nie tylko precyzyjnych obserwacji EOP, ale również ich prognozy. Procesy związane ze zmianami klimatycznymi, takie jak topnienie lodowców, wzrost poziomu mórz i zmiany w cyrkulacji atmosferycznej, przyczyniają się do redystrybucji masy na Ziemi, co wpływa na dynamikę jej rotacji. Celem projektu jest analiza wpływu sygnałów klimatycznych na zmienność EOP oraz poszukiwanie sposobów ulepszenia ich modelowania i prognozowania. Badania obejmą wykorzystanie danych z satelitów grawimetrycznych (GRACE/GRACE-FO), modeli klimatycznych (CMIP6) oraz modeli geofizycznych, co pozwoli na określenie wpływu zjawisk takich jak oscylacje El Niño, topnienie lodowców, czy zmiany w magazynowaniu wody na lądach, na ruch obrotowy Ziemi. Analizy przeprowadzone w ramach projektu obejmowały będą również różne zjawiska o skalach czasowych od sezonowych po dekadowe, analizując ich związki z globalnymi wzorcami klimatycznymi, takimi jak El Niño–oscylacja południowa, oscylacja północnoatlantycka, oscylacja arktyczna, wzorzec pacyficzno-północnoamerykański, czy oscylacja quasi-dwuletnia. Jednym z głównych celów projektu jest ocena, w jakim stopniu zmiany w EOP mogą być wykorzystywane jako wskaźniki zmian klimatycznych. Dodatkowo w projekcie przeprowadzona zostanie analiza wpływu procesów geofizycznych na dokładność obecnych prognoz Parametrów Orientacji Ziemi oraz próba poprawy tej dokładności, w szczególności poprzez ulepszenie modelowania funkcji efektywnego momentu pędu (EAM). Wyniki projektu mogą przyczynić się do udoskonalenia istniejących modeli geofizycznych, zwiększenia dokładności prognoz EOP oraz lepszego zrozumienia wzajemnych relacji między zmianami klimatycznymi a dynamiką Ziemi.
Realizacja projektu odbywać się będzie we współpracy między polskimi instytutami naukowymi (Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, Politechnika Warszawska oraz AGH Akademia Górniczo-Hutnicza), a także z Niemieckim Centrum Badań Naukowych (Deutsche GeoForschungsZentrum, GFZ). Wspólne działania umożliwią integrację najnowocześniejszych metod analizy danych oraz wykorzystania zaawansowanych modeli numerycznych. Wyniki projektu posłużą naukowcom zajmującym się analizą i prognozowaniem zmian ruchu obrotowego Ziemi.
Realizacja działania rozpoczęła się w listopadzie br. i ma potrwać rok.
