92 / 414
92
Odată cu înființarea în 1997 a Centrului de Cercetări Tehnice Fundamentale și Avansate
(CCTFA), în cadrul Secției de Hidrodinamică, Cavitație și Lichide Magnetice a luat ființă Laboratorul
de Hidrodinamică și Cavitație (LHC) care continuă tradiția cercetărilor în hidrodinamica si cavitația
turbomașinilor derulată pe parcursul unei jumătăți de secol în cadrul Secției de Cavitație.
* * *
LHC este coordonat de Prof.dr.ing. Romeo Susan-Resiga, C.S.I, și include doi cercetători
științifici gradul I, dr.ing Sebastian Muntean și dr.ing. Șandor Bernad, toți membrii fiind discipoli
ai magistrului Academician Ioan Anton. Activitățile de cercetare au vizat aspecte fundamentale ale
hidrodinamicii turbomașinilor, într-o paradigmă modernă care îmbină modelarea matematică și
simularea numerică, pe de o parte, cu metode experimentale moderne, pe de altă parte.
Astfel, soluțiile analitice simplificate sau relațiile empirice au fost treptat înlocuite cu
simularea numerică a curgerilor nestaționare tridimensionale turbulente, ceea ce a permis realizarea
unor experimente numerice cu evidențierea detaliată a fenomenelor complexe asociate curgerii
în turbomașini. Aceasta a permis abordarea unor probleme acute specifice turbinelor hidraulice
moderne, respectiv funcționarea la regimuri departe de cel optim, și dezvoltarea instabilităților
auto-induse în curgerea cu rotație decelerată din aval de rotor. Rezultatele obținute au primit o
binemeritată apreciere și recunoștere internațională în cadrul simpozioanelor de Mașini și Sisteme
Hidraulice, și se regăsesc în articole publicate în prestigioase reviste internaționale de specialitate.
O recunoștere explicită a valorii Școlii Timișorene de Hidrodinamica Turbomașinilor o
reprezintă organizarea în 2010, în Timișoara, a celei de a 25-a ediție a
IAHR Symposium on
Hydraulic Machinery and Systems
, ediție ce a marcat o jumătate de secol de la inițierea celei mai
prestigioase manifestări internaționale de profil.
În ciuda maturității atinse de programele de simulare numerică a curgerilor, dificultățile
asociate modelării turbulenței impun validarea și calibrarea cu date experimentale. Prin urmare,
colectivul LHC, în directă și nemijlocită colaborare cu Centru de Cercetări în Ingineria Sistemelor
cu Fluide Complexe din cadrul Universității Politehnica Timișoara, a dezvoltat o infrastructură
performantă pentru investigații experimentale care include anemometrie Laser, măsurători
nestaționare de presiune, și standuri experimentale complexe. Investigațiile experimentale, dublate
de experimentele numerice, au permis dezvoltarea unor metode noi și performate pentru controlul
curgerilor cu rotație din turbomașini în vederea eliminării cauzelor care conduc la instabilități
autoinduse, cu consecințe adesea dramatice asupra funcționării turbinelor hidraulice.
Deși experimentele fizice și numerice au permis, fără îndoială, cunoșterea precisă și în detaliu
a câmpului nestaționar tridimensional de viteză și presiune, înțelegerea completă a fenomenelor
hidrodinamice și dezvoltarea unor soluții tehnice noi, sau optimizarea celor existente, a necesitat
un efort deosebit pentru dezvoltarea unor modele matematice, algoritmi numerici și programe de
calcul care să surprindă sintetic și intuitiv aspectele fundamentale ale curgerii. Combinația acestor
trei direcții de abordare a hidrodinamicii turbomașinilor este cheia succesului pentru colectivul de
cercetare din cadrul LHC.
Abordările avansate, teoretice și experimentale, ale curgerilor în turbomașini au permis
extinderea problematicii abordate domeniul hemodinamicii. Astfel, o realizare notabilă o reprezintă
demonstrarea eficacității bypass-ului elicoidal în prevenirea re-stenozării vaselor de sânge după
intervenții chirurgicale coronariene.
O foarte succintă exemplificare de publicații reprezentative pentru nivelul rezultatelor
științifice obținute de cercetătorii LHC, împreună cu doctoranzi coordonați de Prof. Susan-Resiga,
este prezentată mai jos:
• Modelling and optimization of the velocity profiles at the draft tube inlet of a Francis
turbine within an operating range
(2016) Ciocan T; Susan-Resiga, RF; Muntean, S; JOURNAL OF
HYDRAULIC RESEARCH Volume: 54 Issue: 1 Pages: 74-89
• A variational model for swirling flow states with stagnant region
(2016) Susan-Resiga, RF;
Muntean, S; Stuparu, A; Bosioc, AI; Tanasa, C; Ighisan, C; EUROPEAN JOURNAL OF MECHANICS
B-FLUIDS Volume: 55 Pages: 104-115