VV program specializace

Program oddělení zahrnuje základní výzkum fyzikálních zákonitostí a procesů probíhajících při vzniku a vývoji kapalinového paprsku ze stlačené kapaliny, při pohybu paprsku v prostředí mezi tryskou a materiálem i při vlastním procesu interakce paprsku s materiálem, dále využití teoretických poznatků v praxi pro zdokonalování a zefektivňování kapalinového paprsku jako obráběcího nástroje a hledání možností zkvalitnění tohoto nástroje formou součinnosti paprsku kapaliny s jinými nástroji (laserovým paprskem, plasmovým paprskem).

Vědeckovýzkumná náplň oddělení je zaměřena především na aplikace fyzikálních poznatků pro zdokonalování moderních technologií. Navazuje na řešení projektů věnovaných vytvoření fyzikálního modelu vystihujícího proces porušování křehkých nehomogenních materiálů, kdy bylo zkoumáno porušování křehkých nehomogenních materiálů vodním paprskem, generace abrazivního vodního paprsku, principy generace pulzních vodních paprsků, projevy vodního paprsku na tepelně ovlivněných horninových materiálech, při zvýšeném okolním tlaku, a další návazné nebo související jevy. Souběžně byl zahájen i výzkum zaměřený na studium působení laseru (potažmo plazmatu) na horniny.

Globálním cílem vědeckovýzkumné činnosti je uplatnit moderní fyzikální poznatky při vývoji nástrojů a strojů zvyšujících efektivnost lidské činnosti v kůře zemské (případně i na jiných tělesech ve vesmíru). Z toho vyplývá potřeba řešit fyzikální problematiku týkající se vzniku paprsku, proudění kapalin v tekutém prostředí, ovlivňování toku kapalin magneticky, elektricky, ultrazvukem či elektromagnetickým zářením, ale i některé technické problémy. Technologické postupy využívající kapalinový paprsek jsou již dnes využívány k opracovávání těžko obrobitelných materiálů, těžbě dekoračních hornin, sanaci betonových staveb, přesnému obrábění hornin, skla, keramiky i kovů, stále se však u nich vyskytuje mnoho technických a technologických problémů, při jejichž řešení chce svým vědeckovýzkumným potenciálem přispět kolektiv pracovníků oddělení kapalinového paprsku na institutu fyziky VŠB - Technické univerzity Ostrava.

Konkrétní cíle a zaměření se orientují do následujících oblastí:

  • Modelování výtoku kapaliny stlačené vysokým tlakem z trysky malého průměru tak, aby bylo možno jednoduchými fyzikálními vztahy popsat skutečný vývoj paprsku
  • Modelování modulačních členů, které by umožnily vytvořit modulovaný nebo přerušovaný pulzní paprsek kapaliny
  • Modelování ztráty energie kapalinového paprsku v prostředí mezi tryskou a materiálem, který má být paprskem opracován
  • Modelování interakčních procesů probíhajících při dopadu kapalinového paprsku na povrch opracovávaného materiálu, a to v návaznosti na typ materiálu, druh paprsku a způsob vzájemného pohybu
  • Modelování vlivu přísad přidávaných do kapaliny nebo paprsku na chování kapalinového paprsku a způsob jeho interakce s opracovávaným materiálem
  • Modelování součinnosti kapalinového paprsku s jinými zdroji energie působícími na opracovávaný materiál
  • Příprava algoritmů pro programování řízení technologického procesu používajícího vodní nebo abrazivní vodní paprsek jako nástroj obrábění materiálů
  • Vývoj optické metody vhodné pro zjišťování kvality povrchu vytvořeného vodním či abrazivním vodním paprskem
  • Vývoj měřicí metody vhodné pro dálkové okamžité měření kvality povrchu a velikosti úběru materiálu z důvodu řízení technologického procesu v reálném čase
  • Studium porušování materiálů, které jsou podrobeny neobvyklým nebo extrémním podmínkám, kapalinovým paprskem (simulace podmínek ve velkých hloubkách ve vodě), při a po požáru objektů obsahujících beton a kámen (tunely), ve vakuu (kosmický prostor)