Jūras vēja enerģija, zaļā ūdeņraža ražošana, ilgtspējīgs jūras transports, viedā ostu infrastruktūra un jūras biotehnoloģijas arvien biežāk tiek atzītas par galvenajiem ilgtspējīgas zilās ekonomikas pīlāriem Baltijas jūras reģionā, veidojot tā ilgtermiņa vides noturību, enerģētisko neatkarību un ekonomisko transformāciju. Projekta  Marine Technology Excellence Hub for Sustainable Blue Economy in the Baltics (MarTe) pirmajā tehniskajā darbnīcā, kas notika Ventspils Augstskolā (VeA), pētnieki demonstrēja, ka šādu ambīciju īstenošana balstās uz progresīviem fizikālās modelēšanas un simulācijas rīkiem, kas savieno pētniecību ar rūpniecisko ieviešanu.

Darbnīca ar nosaukumu “Physical Modelling for Blue and Green Transitions: Deep-Tech Tools from Lab to Market” pulcēja ekspertus no Ventspils Augstskolas, Rīgas Tehniskās universitātes, Latvijas Universitātes, LU Cietvielu fizikas institūta, Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitātes, Tallinas Tehnoloģiju universitātes un Tartu Universitātes.

Fizikālā modelēšana kā attīstības virzītājspēks

Pasākuma centrālā tēma bija skaitliskās simulācijas nozīme tehnoloģiskās attīstības paātrināšanā. Izmantojot tādus rīkus kā SOLIDWORKS, COMSOL Multiphysics, OpenFOAM un citas progresīvas platformas, inženieri var analizēt konstrukciju uzvedību, šķidrumu dinamiku, siltuma pārnesi, elektromagnētiskos procesus un daudzfizikālas mijiedarbības vēl pirms fizisku prototipu izgatavošanas.

“MarTe apvieno akadēmisko personālu Latvijā un Igaunijā ar industriju, valsts pārvaldi un finansēšanas organizācijām, lai kopīgi attīstītu ar Baltijas jūru, piekrastes reģioniem un ostām saistītas inovācijas,” skaidroja VeA pētnieks Vladislavs Bezrukovs. “Mēs koncentrējamies uz zinātniski ietilpīgiem dziļo tehnoloģiju risinājumiem, kas atbalsta zaļo pāreju un digitalizāciju, tostarp jūras atjaunojamās enerģijas sistēmas, zaļā ūdeņraža tehnoloģijas, jūrniecības dekarbonizāciju, viedo ostu infrastruktūru, vides monitoringu, kā arī bio- un hidrotehnoloģijas, kas pielāgotas Baltijas jūras reģionam.”

Atvērtā koda un komerciālie rīki praksē

Sabīne Upnere (Rīgas Tehniskā universitāte) demonstrēja atvērtā koda skaitliskās šķidrumu dinamikas rīka OpenFOAM pielietojumu, uzsverot tā nozīmi mazajiem un vidējiem uzņēmumiem, jo nav nepieciešamas dārgas licences. Viņa parādīja, kā jūrniecības kontekstā iespējams modelēt sarežģītus vēja un ūdens plūsmas procesus, tostarp konstrukciju mijiedarbību un termiskos procesus.

Normunds Jēkabsons (Latvijas Universitāte) dalījās ar ilgtermiņa pieredzi vēja turbīnu, vibrāciju, siltuma pārneses un industriālo plūsmas sistēmu modelēšanā, uzsverot atvērtā koda rīku stratēģisko nozīmi pētniecības elastībai un inovāciju kapacitātes stiprināšanai.

No komerciālās programmatūras skatpunkta Martins Johansons un Alekss K. Aaskilde (PLM Group Sverige AB) iepazīstināja ar jaunākajām SOLIDWORKS iespējām, tostarp ar mākslīgā intelekta atbalstītām projektēšanas funkcijām, kas automatizē optimizāciju un samazina izstrādes laiku. Tika prezentētas arī atbalsta programmas, kas piedāvā bezmaksas licences agrīnās stadijas jaunuzņēmumiem, tādējādi mazinot inovāciju barjeras.

Modris Dobelis (Rīgas Tehniskā universitāte) demonstrēja, kā SOLIDWORKS tiek integrēts inženierzinātņu izglītībā un sertifikācijas procesos, sniedzot dalībniekiem praktisku modelēšanas pieredzi un ilustrējot tiešo saikni starp akadēmisko sagatavošanu un industriālo kompetenci.

Marina Konuhova (LU Cietvielu fizikas institūts) parādīja, kā daudzfizikālā simulācija COMSOL vidē ļauj modelēt cieši saistītus fizikālos procesus šķidrā ūdeņraža sistēmās, tostarp termodinamiskās, hidrodinamiskās un mehāniskās mijiedarbības, kas būtiskas atjaunojamās enerģijas un industriālo ūdeņraža tehnoloģiju jomā. Viņas prezentācija demonstrēja, kā progresīva skaitliskā modelēšana atbalsta kompresijas procesu optimizāciju, uzlabo sistēmu drošību un efektivitāti, kā arī samazina izstrādes riskus agrīnās projektēšanas stadijās.

Vladislavs Bezrukovs (VeA) demonstrēja elektromagnētisko (EM) simulāciju pielietojumu EMWorks vidē lineāro ģeneratoru sistēmu lauku sadalījuma, inducēto strāvu un veiktspējas ierobežojumu analīzei. Prezentācijā tika uzsvērts, ka precīza sarežģītu ģeometriju un reālistisku robežnosacījumu modelēšana ir būtiska elektromagnētiskās uzvedības prognozēšanai, ģeneratoru efektivitātes optimizācijai un drošas darbības nodrošināšanai prasīgos inženiertehniskos apstākļos.

Modelēšana drošībai, videi un zaļajai pārejai

Kristjans Tabri (Tallinas Tehnoloģiju universitāte) prezentēja visaptverošu prāmja MS Estonia katastrofas skaitlisko rekonstrukciju. Viņa darbs parādīja, kā konstrukciju modelēšana un slodžu simulācijas var padziļināt izpratni par kuģu avārijām un veicināt jūrniecības drošības standartu pilnveidi.

Vides prognozēšanu aplūkoja Uldis Bethers un Tija Sīle (Latvijas Universitāte). Viņi prezentēja modelēšanas sistēmas, kas ļauj prognozēt vēja, viļņu un hidrodinamiskos apstākļus bez tiešiem mērījumiem, tādējādi atbalstot ostu darbību un piekrastes risku pārvaldību.

No industrijas skatpunkta Laura Apoga (LVR Flote SIA) sniedza pārskatu par jūrniecības inovācijām Latvijas flotes modernizācijas kontekstā. Viņa prezentēja hibrīdkuģu ieviešanas piemērus, darbības optimizāciju un sadarbības modeļus starp publiskajām institūcijām un industrijas partneriem. Prezentācija izcēla praktiskus risinājumus zaļāku piedziņas sistēmu ieviešanai un piekrastes atbalsta pakalpojumu uzlabošanai.

Andrejs Zvaigzne (Rīgas Tehniskā universitāte) demonstrēja bezemisiju ūdeņraža degvielas šūnu zvejas kuģu izstrādi, apspriežot tehniskās integrācijas un normatīvo prasību izaicinājumus Baltijas jūras transporta dekarbonizācijā.

Andrejs Krauklis (Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte) apsprieda hidrotermālās novecošanas un polimēru degradācijas modelēšanu, kas ir būtiska ilgtermiņa materiālu uzticamības un vides piesārņojuma risku novērtēšanā.

Aleksejs Zolotarjovs (LU Cietvielu fizikas institūts) prezentēja Spectromarine gadījuma izpēti – veiksmīgu piemēru, kā laboratorijā izstrādātas ūdens monitoringa tehnoloģijas tiek ieviestas tirgū, izmantojot stratēģisku nišas pozicionēšanu.

No digitālās projektēšanas līdz ilgtspējīgai zilajai ekonomikai

Visās prezentācijās skaidri izskanēja viens vēstījums: fizikālā modelēšana nav palīgrīks, bet gan būtisks inovāciju virzītājspēks. Apvienojot konstrukciju simulācijas, hidrodinamiku, enerģētisko sistēmu modelēšanu un vides prognozēšanu, pētnieki var efektīvi virzīties no teorētiskām koncepcijām līdz industriāliem prototipiem.

Darbnīca, kurā klātienē un attālināti piedalījās vairāk nekā 50 dalībnieku, demonstrēja, kā simulācijas tehnoloģijas veicina pāreju uz ilgtspējīgu zilo ekonomiku Baltijas reģionā – nodrošinot drošākus kuģus, videi draudzīgākas piedziņas sistēmas, optimizētu ostu darbību un progresīvus jūras materiālus.

MarTe tehniskās darbnīcas ieraksti ir pieejami platformā YouTube ( 1.diena, 2. diena) , ļaujot plašākai auditorijai iepazīties ar pasākuma laikā sniegtajām zināšanām.

MarTe turpina stiprināt sadarbību starp Latviju un Igauniju, saskaņojot akadēmisko kompetenci ar industrijas vajadzībām un veicinot dziļo tehnoloģiju risinājumu attīstību Baltijas jūras reģionā.

MarTe projekts: Marine Technology Excellence Hub for Sustainable Blue Economy in Baltics (Eiropas Komisija – Horizon Europe, HORIZON-WIDERA-2023-ACCESS-07-01, Nr. 101186498).