Изследване и оптимизация на взаимодействието между мелещи тела и среди с иновативна форма

Финансиране: Фонд Научни изследвания, конкурс за финансиране на научни изследвания – 2020г.
Продължителност: 36 месеца
Дата на стартиране: Ноември 2020
Бенефициент: ИИКТ-БАН
Координатор: Доц. д-р Николай Стоименов

Резюме: Добиването на полезни изкопаеми с достатъчно съдържание на полезни минерали се обработва и се получава т.нар. изходен продукт. Осъществяването на ефективен обогатителен процес изисква изходния продукт да претърпи технологична преработка за осредняване на минералния и химичния състав на продукта. Преработката се осъществява в мелници (топкови, автогенни, полу-автогенни).

Смилането на различни материали представлява важен индустриален процес, при който материала се натрошава и смила до определен предварително желан размер чрез взаимодействие между материал, мелещи тела и мелеща среда (фиг. 1).

Основните фактори, влияещи на смилането на материал са мелещи тела и мелеща среда.

В съвременните условия на експлоатация освен технологични, конструктивни и икономически изисквания, също така се отделя внимание на екология, енергийна ефективност, експлоатационна надеждност, както и на човешкия фактор. Ключови фактори: зареждане с определен процент материал за смилане; процент за запълване; размер на използваните мелещи тела (по възможност да бъдат с най-малки размери, с което се постига максимална контактна площ между средата и материала за смилане); време за смилане; не се допуска повишаване температурата на мелницата и други.

Натрошаването и смилането се осъществява с помощта на мелещи тела и мелеща среда (лифтери/облицовъчни плочи), които са подложени на агресивна работа среда, освен самите мелещи тела. Процесът на смилане е изключително енергоемък (световно около 20% от енергията се използва за този процес). Поради тази причина е силно изследван. От голямо значение е правилното функциониране на мелницата, мелещите тела, лифтерите, оборотите, ъгъл на отделяне (фиг. 2. Стандартна форма лифтер, фиг. 3. Иновативна форма лифтер), ъгъл на падане и други фактори за постигане на добра работа и висока производителност. Повишаване ъгълът на отделяне при едни и същи зададени обороти (консумирана енергия) ще повиши производителността, ще намали необходимата електроенергия и ще намали времето за смилане на изходната продукция. Това ще спомогне за енергийната ефективност на процеса.

Основна цел е изследване, оптимизация, моделиране, симулиране, лабораторни изследвания и верификация на получените резултати на мелещи тела и мелещи среди. С изброените цели се търси придобиване на нови знания, постигане на по-добри резултати на процеса са смилане като енергийна ефективност, износоустойчивост и екология.

 

       Фиг. 1. Взаимодействие на                        Фиг. 2. Ъгъл на отделяне                        Фиг. 3. Ъгъл на отделяне

               материал за смилане                                при стандартна форма                         при иновативна форма   

Проект на тема:

Разработване на гъвкава методология за развитие и управление на иновационни проекти в научни организации

Финансиране: Фонд Научни изследвания, конкурс за финансиране на научни изследвания – 2018г.
Продължителност: 36 месеца
Дата на стартиране: Декември 2018
Бенефициент: УНСС,
Координатор от страна на ИИКТ-БАН: Доц. д-р Николай Стоименов

Резюме: Проектът има за цел да разработи гъвкава методология за развитие и управление на иновативни проекти в научни организации (ГМИПНО), базирана на гъвкавите методологии: Lean startup, Agile, Scrum, Design thinking, User centricity и User innovation. Разработването на ГМИПНО адресира слабия успех на разработваните и реализирани иновации от страна на научните организации в България. Това от своя страна пряко влияе върху последната позиция на страната в редица показатели и класации, оценяващи иновационното представяне, иновационен прогрес и изпълнение (Европейското иновационно табло – European Scoreboard, Български национален статистически институт,  Иновации.бг, Евростат, Световната банка, Глобалният иновационен индекс, Световният икономически форум, Глобалният отчет за конкурентоспособност, Инобарометър и Организацията за икономическа взаимопомощ и развитие - OECD). Тази липса на добро иновационно представяне от страна на научните организации допълнително увеличава разстоянието и интегритета на така необходимата за иновационното развитие на страната връзка наука - бизнес.

За целите на апробирането на Гъвкавата методика са избрани дивергентни научни направления като признак в избора са: висока мултидисциплинарност; учени, които имат интерес за развитие на иновации; конкретни изследователски проекти за разработване на иновации, които са оформени като работни пакети в настоящия проект за преодоляване на обществено предизвикателство, каквото е повишаване конкурентоспособността и продуктивността на икономиката в съответствие с тематичните области на ИСИС. Конкретни тематични области, които адресира научния проект са и научните изследвания, които ще бъдат осъществени в рамките на проекта не само ще бъдат използвани за цялостно и дълбочинно апробиране на разработваната ГМИПНО, но също така отговарят едновременно на обществени предизвикателства от препоръките по конкурса и на приоритетите на ИСИС. Това са:

•  „Иновационен метод за 3D представяне на равнинни културно-исторически обекти чрез тактилни плочи за хора в неравностойно положение (слабо виждащи или с увредено зрение)“ – Технически науки, Институт по Информационни и комуникационни технологии към БАН
• „Откриване на мутации в EGFR гена при инвазивни уроепителни тумори на пикочния мехур“ – Медицински науки, Медицински Университет-София, Медицински Факултат, Катедра медицинска генетика
• „Диагностика, обследване и анализ на стоманобетонни елементи“ – Технически науки, Институт по Информационни и комуникационни технологии към БАН, с участието на учени от ВСУ „Любен Каравелов“, Строителен Факултет, Катедра „Строителни конструкции“.

Част от младите учени в екипа се познават от общото си посещение в Съвместния изследователски център (СИЦ) на ЕК в гр. Испра, Италия (JRC Ispra, Italy), което се състоя в периода 27-29 юни 2018г. Селекцията за посещението на млади учени беше направена от Министерството на Образованието и Науката, като изисквания бяха те да са финалисти в конкурсите на Фонд „Научни изследвания“, на Българска академия на науките и на Клуб Млади Таланти. След осъзнаване на една от основните концепции на JRC за интердисциплинност в научните изследвания и иновации във всяка от различните области, част от нас решихме да реализираме тази идея с настоящия проект.

Като краен резултат вследствие от научния проект, екипът гони общата цел, а именно иновациите, които са резултат от научни проекти и изследвания в научни организации да се повишат значително. Като измерения на това повишение екипът залага следните дименсии: брой иновации; ниво на новост на иновациите; ниво на потребителски интерес към разработваните иновации от страна на научните организации; адаптируемост на разработваните иновации за технологично обновление; адаптируемост на разработваните иновации за пренасяне в други сектори и направления; управленски умения и процеси в иновационния процес; пряка и достъпна връзка научна организация-бизнес организации; ниво на качествено подобрение на текущото състояние на проблема, който иновацията разрешава; разнообразяване и отваряне на процеса по иновиране в посока – отворена иновация и мрежа за разработване на иновации.

 

Проект на тема:

3Д дигитализация на обекти от националното културно-историческо наследство.

Финансиране: Фонд Научни изследвания, конкурс за финансиране на научни изследвания – 2017г.
Продължителност: 36 месеца
Дата на стартиране: Декември 2017
Бенефициент: ИИКТ-БАН,
Координатор: Проф. д-р Димитър Карастоянов

Резюме: През последните години музеите посрещнаха милиони посетители в галерии и изложби. Въпреки това имаше малък прогрес по конкретното разбиране какво посетителят вижда, разглеждайки произведение на изкуството. Докато някои посетители имат опит, в общия случай посетителят спира при по-малко от половината изложени обекти, отделяйки до 30 секунди на отделен компонент, в повечето случаи и по-малко време.

Друг важен аспект е чрез възможностите на информационно-комуникационните технологии да се даде достъп до обектите на културна-историческото наследство на хора в неравностойно положение (например хора със зрителни увреждания), така че и те чрез други свои органи (докосване) да „видят“ и разберат съответният обект – картина, знаме и др.

Също така, чрез резултатите от предлагания проект ще се даде възможност на широк кръг потребители да се запознаят с 3Д модели на уникални и ценни културно-исторически артефакти, които сега се държат в трезори от съображения за сигурност и са недостъпни.

Досега у нас няма голям опит в 3Д дигитализация на културно-историческо наследство, особено за хора в неравностойно положение (с увредено зрение). По света също основните достижения на ИКТ в тази област са по-скоро в помощен графичен интерфейс за хора с увредено зрение, за да ползват компютри (икони на Windows и др.).
Обекти на проекта са да се изградят 3Д модели на сцени от националното културно-историческо наследство чрез извличане на образи от 2Д източници – снимки, картини, гравюри. В конкретния случай първоначално става дума за 3Д пресъздаване на историческите боеве от Шипченската епопея – август 1877, във връзка с предстоящи чествания през 2017 и 2018 г., както и с насоченост за представяне на резултати към датата на Националния празник 3 март 2018 г., свързана с евентуални чуждестранни делегации за празника, Българското председателство на ЕС през 2018 г. и др.
Отделно от това ще бъде пресъздадена битката за Самарското знаме при Стара Загора и подвига на подполковник Калитин, също и чрез 3Д сканиране с наличен мобилен 3Д скенер на съвременни представяния на реликвата край гр. Стара Загора.
За хора с увредено зрение се предвижда направата на 3Д тактилни версии на отделни снимки и сцени с допълнителни надписи на Брайлова азбука вътре в контурите на фигурите. Така хората с увредено зрение чрез опипване ще могат да си „представят“ картината, да я „видят“ и да я „прочетат“.

 

 

Проект на тема:

Хибридни електромагнитни системи с магнитна модулация.

Финансиране: Фонд Научни изследвания, конкурс за финансиране на научни изследвания – 2017г.
Продължителност: 36 месеца
Дата на стартиране: Декември 2017
Бенефициент: ТУ-София
Координатор: Проф. дтн Иван Ячев
Партньор: ИИКТ-БАН
Координатор от страна на ИИКТ-БАН: Проф. д-р Димитър Карастоянов

Резюме: Приложенията на съвременни поколения магнитномеки и магнитнотвърди материали в последните години се разширяват бурно и водят до повишаване на енергийната ефективност на широк клас статични и динамични електромагнитни системи.

Насоките на развитие на приложенията им се групират в две направления:

- използване на механични сили и моменти;

- преобразуване на електрическа енергия чрез модулация на магнитни потоци.

И двете групи приложения се развиват в посока на използване на все по-високи честоти на действие, което води до по-високи енергийни показатели. Тези приложения изискват добро познаване както на статичните, така и на динамичните характеристики на системите, в т.ч. и на използваните постоянни магнити. Съществуващите знания за характеристиките на постоянните магнити обхващат много добре статичните им характеристики. Липсват знания за динамичните характеристики особено на най-новите  високоенергийни постоянни магнити.

Основната цел на проекта е да се получат нови знания за характеристиките на съвременни образци на постоянни магнити с високо енергийно съдържание и на новите поколения магнитномеки материали,  и по-специално на техните динамични характеристики, в т.ч. и на резонансните им свойства в състава на електромагнитни системи  при различни методи за модулация на магнитните потоци.

Освен теоретичните изследвания цел на проекта ще бъде и осъществяването на съвременни експериментални изследвания на системите, обект на проекта.
За изпълнението на проекта ще бъдат използвани съвременни методи както за компютърно моделиране и оптимизация, така и за компютърно управляеми експериментални изследвания.

Основните очаквани резултати от изпълнението на проекта са:

- получаване на нови знания за динамичните характеристики на съвременните образци на постоянни магнити с високо енергийно съдържание и на новите поколения магнитномеки материали;

- получаване на нови знания за резонансните им свойства; - обяснение на поведението на хибридни системи с магнитна модулация на основата на получените резултати от компютърното моделиране и експериментални изследвания.