Teollisuuden ja ympäristön virtauksien numeerinen laskenta

CFD for Industrial & Environmental Flows (CIEF) -tutkimusryhmä on äskettäin perustettu Laskennallisen tekniikan osastolle Sovelletun matematiikan tutkimusyksikön yhteyteen.

Ryhmä on erikoistunut matemaattiseen mallinnukseen ja numeerisiin menetelmiin laskennallisessa virtausdynamiikassa (CFD) käyttäen FEM-pohjaisia ​​tekniikoita (ks. Kuzmin, Hämäläisen kirja: Finite Element Methods for Computational Fluid Dynamics: A Practical Guide, SIAM, 2014). Matemaattiset mallimme perustuvat fysiikan peruslakeihin eli massan, liikemäärän ja energian säilymislakeihn, mikä johtaa osittaisdifferentiaaliyhtälöryhmiin (PDE). CFD voidaan myös integroida optimointitekniikoihin optimaalisten muotojen tai säätöjen määrittämiseksi.

CIEF keskittyy tutkimuksessaan ja opetuksessaan teollisuuden ja ympäristön virtauksiin. Esimerkkejä näistä virtauksista ovat monifaasivirtaukset teollisuudessa, järvien ja jokien hydrodynamiikka, tuulipuistojen ilmavirtaussimulaatiot ja kaupunkien saasteiden kulkeutuminen. Usein nämä virtaukset ovat kokoonpuristumattomia, isotermisiä ja turbulensseja. Nyt ryhmä on mukana lääketeollisuuden sovelluksiin liittyvässä projektissa, mukaan lukien CFD lääkeaineiden diffuusioon ja liukenemiseen.

Ryhmä vastaa yhdestä maisteri- ja tohtoriohjelman kurssista nimeltä Laskennallinen nestedynamiikka ympäristövirtauksissa (BM20A5104). Kurssi järjestetään ensimmäisen kerran keväällä 2026 ja jatkuu vuosittain. Teollisuus voi tarjota opiskelijoille laskennalliseen virtausdynamiikkaan liittyviä aiheita kurssiprojekteissaan. Myös maisteri- ja tohtoritason lopputyöprojektit ovat tervetulleita.

Ryhmän on perustanut ja sitä johtaa professori Jari Hämäläinen, joka toimi LUT-yliopiston tutkimus- ja innovaatiojohtajana vuosina 2014–2024. Tätä ennen hän johti LUTissa tuulienergian laskennalliseen virtausdynamiikkaan keskittynyttä tutkimusryhmää vuosina 2010–2014 ja Itä-Suomen yliopiston (UEF) paperifysiikan ryhmää vuosina 2004–2010. Ryhmään kuuluu jäseniä sekä Lahden että Lappeenrannan kampukselta.

UNESCO Chair project (www pages under construction)