Search

Magistrska naloga obravnava problem odpadne toplote energetskih transformatorjev, ki je posledica generiranih izgub med njihovim obratovanjem in se neizkoriščena sprošča v okolico. Odpadno toploto je možno koristno uporabiti preko ustrezno načrtovanega sistema, kjer osnovno funkcijo opravlja izmenjevalec toplote, ki skrbi za prenos toplote olja na ogrevalni medij objektov, tj. voda. Osrednji del magistrske naloge predstavlja izračun generiranega toplotnega potenciala na transformatorjih RTP Škofja Loka na podlagi nazivnih podatkov in realnih podatkov o obremenitvah v obdobju enega leta. Količina toplote, ki jo lahko v ta namen izkoristimo, je v glavnem odvisna od obremenitve transformatorja, njegove konstrukcije in temperature okolice. Vendar pa vseh generiranih izgub ne moremo izkoristiti, saj se del teh v obliki toplote preko procesov konvekcije in radiacije sprošča v okolico preko transformatorskega kotla, pri čemer konvekcija predstavlja pretežen del. Prikazani izračuni temeljijo na predpostavki, da bi lahko na transformatorjih izkoristili vso generirano odpadno toploto, kar pomeni, da bi moral sistem za izkoriščanje odpadne toplote delovati kot primarni hladilni sistem transformatorja. Na podlagi slednjih podatkov je tako narejena analiza o generiranem toplotnem potencialu skozi leto, v obdobju dneva in celotne kurilne sezone, ko so potrebe po toploti za namene ogrevanja objektov največje. V nadaljevanju naloge je opisano načrtovanje sistema za izkoriščanje odpadne toplote iz transformatorjev in s tem njegove prednosti in slabosti. Predstavljen je tudi realiziran sistem za izrabo odpadne toplote na RTP Škofja Loka, ki je šel uspešno v obratovanje v začetku leta 2023. Implementiran sistem ni dimenzioniran za odvajanje nazivih izgub, zato deluje zgolj kot dodatni hladilni sistem, zaradi česar je izkoristek samega sistema kot tudi prihranek manjši kot v izvedenih izračunih The master's thesis addresses the issue of waste heat emanating from power transformers, which arises from the losses generated during transformers operation and is released unused into the surrounding environment. This waste heat can be effectively utilized through a properly designed heat recovery system, with the heat exchanger serving as its fundamental component, responsible for transferring the heat from the transformer oil to the heating medium of the facilities, namely water. The crux of the master's thesis revolves around calculations of the thermal potential, generated by the transformers on RTP Škofja Loka, based on both nominal and actual load data spanning a year. The quantity of heat that can be exploited for this purpose predominantly hinges upon the transformer's load, construction, and ambient temperature. Nonetheless, not all of the transformer's generated losses can be effectively utilized, as a portion of these losses dissipates into the environment in the form of heat through transformer’s tank by convection and radiation processes, with convection being the predominant mechanism. The calculations and results presented in the thesis are based on the assumption that all the waste heat generated by the transformers could be utilized, meaning that the waste heat recovery system would have to function as the primary cooling system for the transformer. Based on this data, a comprehensive analysis is conducted regarding the thermal potential generated throughout the year, during the day and during heating season when the heat demand for building heating purposes is at its peak. The subsequent section of the thesis describes the design of the waste heat recovery system from the transformers, along with its advantages and disadvantages. The implemented waste heat recovery system at the RTP Škofja Loka, which commenced operation successfully in early 2023, is also presented. However, the implemented system is not dimensioned to handle the nominal losses therefore, it functions merely as an additional cooling system, resulting in lower efficiency and savings, compared to the calculations performed.

Mala računala (klase Arduino), poznatija kao Single-Board Computers (SBC), imaju široku primjenu u industriji, a najčešće se koriste kao ugrađene upravljačke jedinice. Zbog svojih malih dimenzija, uglavnom se ugrađuju u uređaje sa limitiranim prostorom. Kako sva dovedena električna energija unutar računala disipira u toplinu, za optimalno funkcioniranje računala, posebice u tako skučenim uvjetima, potrebno je osigurati dostatno hlađenje komponenti uz minimalni utrošak energije. U ovom radu se uz pomoć računalne dinamike fluida provela simulacija hlađenja modela Raspberry PI prirodnom konvekcijom. Cilj simulacije je ispitati efikasnost hlađenja putem slobodne konvekcije, te stvoriti podlogu za validaciju daljnjih simulacija hlađenja. Također, provedeno je ispitivanje neovisnosti geometrijske mreže s ciljem kreiranja pouzdane geometrijske mreže koja bi bila pogodna za te daljnje simulacije. Geometrijska mreža načinjena je pomoću komercijalnog programskog paketa CF-MESH+. Sva generirana toplina koncentrirana je u dvije komponente računala za koje je dokazano da se najviše zagrijavaju, a strujanje fluida ostvareno je u zatvorenoj domeni sa stijenkama konstantne temperature. Proračun je proveden pomoću programskog paketa OpenFOAM Small computers (Arduino class), known as Single-Board Computers (SBC), are widely used in industry and are very often used as embedded control units. Due to their small dimensions, they are mainly installed in devices with limited space. As all the supplied electrical energy dissipates into heat inside the computer, for the optimal functioning of the computer it is necessary to ensure sufficient cooling of the components with minimal energy consumption, especially in such cramped conditions In this thesis, a computational fluid dynamics simulation of the cooling of the Raspberry PI model by natural convection was carried out. The goal of the simulation is to test the efficiency of cooling through free convection and to create a basis for validating further cooling simulations. Also, mesh independence test was carried out with the aim of creating a reliable geometric mesh that would be suitable for further simulations. The geometric mesh was created using the commercial software package CF-MESH+. All generated heat is concentrated in two computer components that have been proven to heat up the most. Fluid flow is realized in a closed domain with constant temperature walls. The calculation was performed using OpenFOAM software package.

Transformatori su neophodan dio za pravilno funkcioniranje visokonaponskih sustava te se na njihovu proizvodnju stavljaju visoki zahtjevi. Vlaga predstavlja najčešći uzrok kvara transformatora, čija sanacija može nanijeti visoke troškove. Najveći udio vlage je sadržan u izolaciji transformatora, koja se uglavnom izrađuje iz higroskopnog materijala na bazi celuloze, kao što je izolacijski papir. Iz tog se razloga, prilikom proizvodnje transformatora, najveća pažnja stavlja na vlagu sadržanu u izolaciji, čiji se sadržaj želi što više smanjiti. To se postiže podvrgavanjem transformatora kroz proces vakuumskog sušenja, čije je trajanje često iskustveno određeno. Kako je za sušenje potrebno dovoditi toplinu, tako je korisno poznavati prijenos toplinskog toka na izolaciju transformatora, što kasnije može poslužiti prilikom procjene učinkovitosti procesa sušenja. Kao glavni cilj ovog rada, razvijen je matematički model koji obuhvaća prijenos topline zračenjem i konvekcijom na transformatore u vakuumskoj komori tijekom procesa sušenja. Za dobivanje rješenja u obliku vremenske promjene površinske temperature papirne izolacije, u modelu je korištena implicitna metoda za rješavanje sustava diferencijalnih nelinearnih jednadžbi. Na kraju je provedena analiza odziva modela s obzirom na različite režime tlaka zraka u vakuumskoj komori tijekom procesa sušenja. U radu je dan i kratki osvrt na fenomen razrijeđenog plina te kako bi se on mogao uzeti u obzir. Transformers are a necessary part for the proper functioning of high voltage systems and high demands are placed on their manufacture process. Moisture is the most common cause of transformer failure, for which the cost of repair can be high. Most of the moisture is contained in the insulation of transformers, which is mainly made out of hygroscopic material based on cellulose, such as insulating paper. For this reason, during the manufacturing process of transformers, most attention is put on the moisture contained in the insulation, the content of which is to be reduced as much as possible. This is achieved by subjecting the transformer to process of vacuum drying, whose duration is often determined empirically. For the mechanism of drying it is necessary to supply the material with heat, so it is useful to know the transfer of heat flow to the transformer insulation, which could later serve in assessing the efficiency of the drying process. As the main objective of this thesis, a mathematical model was developed that includes heat transfer by thermal radiation and convection to transformers in a vacuum chamber during the drying process. In order to get the solutions in the form of transient surface temperature of paper insulation, an implicit method for solving a system of differential nonlinear equations was used in the model. Finally, a model response analysis was performed with respect to different air pressure regimes in the vacuum chamber during the drying process. The thesis also gives a brief overview on the phenomenon of rarefied gases and how it could be taken into account.

Sjeverno-istočni dio Jadrana predstavlja područje s najvećom frekvencijom grmljavinskih oluja u Hrvatskoj te učestalom pojavom smorca duž obale. U ovoj disertaciji provedeno je istraživanje utjecaja združenog djelovanja sinoptičog vjetra (koji je vezan uz određenu sinoptičku situaciju) i smorca na razvoj duboke konvekcije iznad spomenutog područja. Šest slučajeva (C1-C6) i) odabrana su na temelju postojanja dnevne duboke konvekcije; ii) obilježena dominantnim sinoptičkim strujanjem prema kopnu (sjevernoistočnog i sjeverozapadnog smjera) ili prema moru (jugoistočnog i jugozapadnog smjera) te iii) simulirana numeričkim modelom WRF (na tri (ugnježdene) domene modela, pri čemu je horizontalna rezolucija najmanje domene iznosila 1.5 km). Ukoliko su zabilježene brzine sinoptičkog strujanja bile manje od 9 𝑚𝑠−1, dnevni razvoj prizemnog polja vjetra (s pojavom smorca duž obale) proizveo je prostorno zakrivljenu zonu konvergencije, koja se pomicala prema istoku poluotoka. Osim nastale prizemne zone konvergencije, značajan utjecaj na životni vijek i kretanje početnih ćelija Cb-a imala je i advekcija zraka sinoptičkim vjetrom. Dok je sudar lokalnih fronti s advekcijom zraka sjeveroistočnog strujanja uzrokovao pomicanje oluje prema jugu, interakcija zone konvergencije i fronti odredila je sjevernozapadni pomak oluje u slučaju postojanja sjeverozapadnog sinoptičkog strujanja. Zbog postojanja specifične sinoptičke situacije, životni vijek nastale oluje u slučaju kada je zabilježeno sinoptičko strujanje jugoistočnog smjera je najkraće (s neznatnim utjecajem na razvoj smorca). Za „najtipičniji“ slučaj nastanka konvekcije, sa zabilježenim toplim i vlažnim sinoptičkim strujanjem jugozapadnog smjera, početak i prostorna lokacija nastanka oluje bile su u potpunosti pod utjecajem prizemne zone konvergencije te uzlazne advekcije vlažnog zraka nad frontom smorca. Stoga je tako nastalo strujanje samo je djelomično podržalo međudjelovanje smorca i Cb-a. U drugom dijelu ove disertacije provedena je analiza osjetljivosti simulacija mezoskalnog modela na i) različite postavke modela, ii) topografiju i iii) raspodjelu površinske temperature mora. U tu svrhu odabrana su tri slučaja (C1-C3) iz prvog dijela ove studije. Prvi skup simulacija dobiven je modificiranjem postavki modela, točnije parametrizacijom mikrofizike i AGS-a. Na drugom skupu simulacija provedena je modifikacija topografije, pri čemu je visina planinskog dijela Istre smanjena na 30 % njihove početne visine. Raspodjela površinske temperature mora preuzeta je iz dva izvora: 1) kao konstatno polje površinske temperature mora iz ECMWF baze podataka te 2) kao promjenjivo polje površinske temperature mora, dobiveno iz geostacionarnih satelitskih podataka. Dobiveni numerički eksperimenti statistički su analizirani putem dva različita pristupa: standardnim statističkim veličinama i analizom momenata slika te je uz pomoć dobivenih rezultata odabrana najoptimalnija kombinacija shema. Rezultati svakog testa su također uspoređeni s mjerenjima, dobivenim na postajama ili iz radarskih podataka. Modifikacijom terena utvrđene su varijacije u nastanku, vremenskom trajanju te količini konvektivne aktivnosti, kao i u razvoju i dimenzijama smorca. Promjena polja površinske temperature mora imala je pak znatan utjecaj na AGS, razvoj turbulentnih tokova, smorca te ćelija Cb-a. The northeastern Adriatic is the area with the highest frequency of thunderstorms in Croatia and frequent appearances of sea breeze along the coast. This study investigates the impact of the combined large-scale wind (associated with particular synoptic conditions) and the SB on the deep convection development over the NE Adriatic. The six selected cases were (C1-C6) (i) chosen on the basis of a daytime deep convection; (ii) supplemented by one of the dominant large-scale winds with seaward (NE, NW) and landward (SW, SE) directions and (iii) simulated by WRF numerical model (at three (nested) model domains, where the innermost domain involves 1.5-km horizontal grid spacing). The near-surface wind patterns consisted of SBs along the coastline, generated a narrow eastward-moving convergence zone along the area if the large-scale wind was less than 9 ms−1 (below 500 hPa). Apart from the low-level convergence zone, the advection of large-scale wind influenced the lifetime and movement of the initial Cb cells. While the local front collision with the NE wind advection caused the thunderstorm to propagate southward, the convergence zone and fronts interaction determined the afternoon northwestward storm movement against the NW large-scale wind. Due to particular synoptic background, the thunderstorm event in SE case was the shortest with only a minor impact on the SB. While the origins and location of storm cells were completely controlled by the low-level convergence zone and the upward advection of lowlevel moisture at the SB front, the most typical convective case with SW warm-wet wind only partially supported the sea breeze–Cb interaction. In the second part of this disertation the sensitivity of a high-resolution mesoscale atmospheric model to (i) the different model setup, (ii) the model topography and (iii) the sea surface temperature distribution was performed. For this purpose were selected three cases (C1-C3) from the first part of the study. The first set of simulations is conducted by modifying the model setup, microphysics and the boundary layer parameterizations. The second set of simulation was obtained by modification of the topography, where the mountain heights in Istria were reduced to 30% of their initial height. The sea surface temeperature distribution has two representations in the model: 1) a constant sea surface temperature field from the ECMWF skin temperature analysis and 2) a varying sea surface temperaure field, which is provided by hourly geostationary satellite data. A comprehensive set of numerical experiments is statistically analyzed through two different approaches: by the standard statistical measures and the image moment analysis approach. The results of each model setup are compared with available measurements, which are provided by standard station and radar measurements, and each of these approaches shows optimal combinations of the model schemes. The modified topography exposes variations in the origin, timing and the amount of the convective activity and the evolution and dimensions of sea breezes, while the sea surface temperature variations revealed the effect on the boundary layer and on the evolution of turbulent fluxes, as well as on the sea breeze and cumulonimbus clouds.

U ovom radu napravljena je sinoptička i mezoskalna analiza pet odabranih slučajeva tuče u Tršćanskom zaljevu i Istri tijekom vremenskog razdoblja 2010.-2014. Analiza je napravljena s ciljem boljeg razumijevanja uzroka pojačane (rano)jutarnje konvektivne aktivnosti. Tip sinoptičkih uvjeta subjektivno je procijenjen na temelju sinoptičkih karata i profila radiosondažnih mjerenja u terminima 12:00 i 00:00 UTC s postaje Udine. Prilikom analiza svakog slučaja, mezoskalnim numeričkim modelom WRF, pokušali su se reproducirati uvjeti koji su pogodovali razvoju konvekcije i nastanku tuče. Modelirana polja uspoređena su s podacima prikupljenim na 34 meteorološke/klimatološke postaje nepravilno raspoređene u Istri. Provela se usporedba parametara tuče dobivenih specijalnim mjerenjima iz mreže tučomjera s rezultatima modela WRF-HAILCAST kao i usporedba mjerenih udara munja iz LINET mreže s prognoziranim potencijalom za razvoj munja iz modela WRF. Usporedbe provedene na pet odabrabih slučajeva dale su zadovoljavajuće rezultate te ukazale na korisnost primjene ovih algoritama. Numeričke simulacije dale su dalje uvid u prostorno-vremenske karakteristike konvekcije na sjevernom Jadranu te razlučile razne doprinose sinoptičkih i mezoskalnih procesa. U tri analizirana slučaja sinoptičko strujanje nad Istrom onemogućilo je značajniji razvoj termičko-generiranog strujanja manjih mezoskalnih dimenzija. Ipak u dva slučaja termičko-generirani vjetar manje skale se superponirao na sinoptički vjetar veće skale i tako imao upliv na razvoj konvekcije. Glavna je posljedica bila stvaranje niza značajnih zona konvergencije u polju strujanja iznad mora zbog (i) generiranja strujanja koje je dolazilo s kopna na more te (ii) modifikacije strujanja iz južnog u jugoistočni smjer zbog oblika i visine obale nad istarskim poluotokom. Time je stvorena prizemna konvergencija vjetra pospješila stvaranje/održavanje konvektivnih ćelija. In this paper, a synoptic and mesoscale analysis of five selected hail cases in the Gulf of Trieste and Istria during the period 2010-2014 was performed. The analysis was made with the aim of better understanding the causes of increased (early)morning convective activity. The type of synoptic conditions was subjectively assessed based on synoptic maps and profiles of radiosonde measurements at 12:00 and 00:00 UTC from Udine station. In the analysis of each case, using the mesoscale numerical model WRF, attempts were made to reproduce the conditions conducive to the development of convection and the occurrence of hail. The modeled fields were compared with data collected at 34 meteorological/climatological stations irregularly distributed in Istria. A comparison of hail parameters obtained by special measurements from the hail meter network with the results of the WRF-HAILCAST model was performed, as well as a comparison of measured lightning strikes from the LINET network with the predicted potential for lightning development from the WRF model. Comparisons conducted on five selected cases gave satisfactory results and indicated the usefulness of applying these algorithms. Numerical simulations gave further insight into the spatial-temporal characteristics of convection in the northern Adriatic and distinguished various contributions of synoptic and mesoscale processes. In three analyzed cases, the synoptic flow over Istria prevented a significant development of the thermally-generated flow of smaller mesoscale dimensions. Yet, in two cases, the thermally-generated wind of a smaller scale was superimposed on the synoptic wind of a larger scale and thus influenced the development of convection. The main consequence was the creation of several significant zones of convergence in the field of currents above sea level due to (i) generation of airflow coming from land to sea and (ii) modifications of currents from south to southeast due to the shape and height of the coast over the Istrian peninsula. The resulting ground convergence of the wind facilitated the formation/maintenance of convective cells.

Nevihte so zaradi svoje nepredvidljivosti za letalstvo izredno nevaren vremenski pojav, saj jih pogosto spremlja močan veter, turbulenca, zaledenitve, lahko tudi razelektritve. Za pilote je torej zelo pomemben podatek o prisotnosti močno vertikalno razvitih konvektivnih oblakov v okolici in na letališčih, ki je zapisan v meteoroloških poročilih. Ker je z mednarodnimi konvencijami določeno neprekinjeno izvajanje nalog, je predvsem v času zaprtja letališč ali odsotnosti meteorologov opazovalcev potrebno zagotoviti samodejno zaznavanje. V Sloveniji se v ta namen trenutno uporabljajo različni senzorji, metode z uporabo algoritmov za identifikacijo objektov na primer na podlagi meritev radarske odbojnosti pa se še niso preizkusile. V tem magistrskem delu sem razvil metodo za zaznavanje in kategorizacijo konvektivnih oblakov močnega vertikalnega razvoja na podlagi meritev radarske odbojnosti. Obravnaval sem obdobje od maja do septembra v letih 2018 in 2019. Pri tem sem uporabil dve metodi vertikalne agregacije meritev, in sicer maksimalno horizontalno projekcijo ($Z_text{max}$) in vertikalno integrirano vodnost ($VIL$). Za identifikacijo objektov sem uporabil algoritem FiT (Forward in Time), za verifikacijo pa meteorološka poročila Letališča Jožeta Pučnika Ljubljana. Uspešnost kategorizacije tipa oblaka sem izračunal z uporabo kontingenčne tabele, preko katere sem izračunal indekse uspešnosti, kot na primer CSI (Critical Success Index). Nevihtne oblake (Cb) sta obe varianti metode kategorizirali enako uspešno, pri tem pa dosegli indeks uspešnosti CSI 0,558. Mesečna analiza pri optimalnih parametrih je prikazala večjo variabilnost predvsem v indeksu bias, obe metodi pa sta bili najuspešnejši v juniju. Z namenom izboljšanja uspešnosti sem poiskal optimalne nastavitve za vsak mesec posebej. Ta pristop se je izkazal za malenkost uspešnejšega, vendar bi za reprezentativnost rezultatov potreboval večje število podatkov. Za kategorizacijo stolpičastih kumulusov (TCu) se je kot uspešna izkazala le uporaba $Z_text{max}$, ki je pri optimalnih nastavitvah dosegel vrednost CSI okoli 0,3855. Slabša uspešnost je bila posledica večjega števila lažnih alarmov. Ob uporabi optimalnih parametrov za kategorizacijo obeh tipov oblakov je analiza z $Z_text{max}$ dosegla CSI okoli 0,5030. Uspešnost optimalnih nastavitev sem preizkusil še na neodvisnem setu podatkov, konvektivni sezoni 2020. Pri tem je indeks CSI dosegel vrednost 0,4320. Convective storms are one of the most hazardous weather phenomena in aviation due to their unpredictability and the accompanying strong winds, turbulence, icing and lightning. Information on deep convection clouds in meteorological reports are therefore of great importance to pilots. These reports have to be issued by meteorological services regularly according to international conventions, so they need to be able to issue automated reports in case of airport closure or absence of meteorologists observers. In Slovenia automated meteorological reports are issued using a number of sensor measurements, however, no object identification methods using radar measurements have been tested for this purpose so far. In this master's thesis I have developed a method for detection and categorisation of deep convection clouds using measurements of radar reflectivity. I considered the period from May to September for years 2018 and 2019. FiT algorithm (Forward in Time) was used for object identification based on data prepared using maximum reflectivity ($Z_text{max}$) and vertically integrated liquid ($VIL$). Meteorological reports for Ljubljana airport were used for verification. Success of each vertical aggregation method was evaluated with the use of contingency table through calculating success indexes such as CSI (Critical Success Index). Both $Z_text{max}$ and $VIL$ categorised storm clouds (Cb) with CSI value of 0,558. Monthly analysis using optimal parameters showed large variability of index bias and both method options were most successful in June. In order to improve the results, I found optimal parameters of each month separately. This approach has proven to be slightly more successful, but more data should be analysed for results to be representative. Only $Z_text{max}$ was successful in categorisation of towering cumulus clouds (TCu) and reached a CSI of 0,3855. Poorer performance was achieved due to a bigger number of false alarms. Using optimal parameters for categorisation of both cloud types the $Z_text{max}$ method option showed a CSI of 0,5030. In the end, performance of optimal settings was tested on an independent set of data, the 2020 convective season, and a CSI value of 0,4320 was reached.

U ovom završnom radu cilj je bio opisati i pojasniti mehanizme prijenosa topline kondukcijom, konvekcijom i zračenjem. Poseban naglasak je na prijenosu topline konvekcijom koja može biti prirodna ili prisilna. Zatim su opisane metode toplinske zaštite, toplinske klase izolacije te načini hlađenja električnih strojeva. Na primjeru je pokazan toplinski proračun i Kirchhoffove toplinske sheme za prijelaznu pojavu zagrijavanja stroja. Provedenim mjerenjem određeni su toplinski otpori uslijed prirodne i prisilne konvekcije te zaključujemo da prisilnim strujanjem zraka toplina se bolje odvodi te stroj doseže nižu vrijednost maksimalne nadtemperature zagrijavanja. In this final paper, the aim was to describe and explain the mechanisms of heat transfer by conduction, convection and radiation. Special emphasis is on convection heat transfer, which can be natural or forced. Then, the methods of thermal protection, thermal insulation classes and methods of cooling electrical machines are described. The example shows the thermal calculation and Kirchhoff thermal schemes for the transient phenomenon of machine heating. The performed measurements determined the thermal resistances due to natural and forced convection, and we conclude that the forced airflow dissipates heat better and the machine reaches a lower value of the maximum excess heating temperature.

U radu je opisan inteligentni odjevni predmet s aktivnom termičkom zaštitom koji, ovisno o temperaturi okoliša izvan odjevnog predmeta i mikroklime unutar odjevnog predmeta, mijenja vrijednost toplinske izolacije. Toplinska izolacija mijenja se s pomoću sustava zračnih brtvenih komora što omogućuje kumulativno određivanje topline tijela regulacijom kondukcije i konvekcije. Prikazana je i arhitektura takve vrste odjevnog predmeta i sve komponente koje omogućuju samostalan automatski rad u promjenjivim uvjetima okoliša i mikroklime odjeće te samostalno inteligentno ponašanje s aspekta termičke zaštite odjeće. Svrha inteligentnog odjevnog predmeta s aktivnom termičkom zaštitom je automatska optimalna toplinska zaštita ljudskog tijela pri boravku u hladnim sredinama u kojima se zbog učestalih promjena temperature okoliša ili zbog učestalih promjena tjelesnih aktivnosti i napora javlja potreba za različitim stupnjevima termičke zaštite. Do sada se taj problem rješavao učestalim oblačenjem ili skidanjem odjeće u više slojeva pri čemu je broj slojeva ovisio o osjetu toplinske ugode, a primjenom ovog proizvoda više nema potrebe za prekomjernim brojem zaštitnih slojeva konvencionalne odjeće.

Prognoza vremena temelji se na produktima numeričkih modela za vremensku prognozu. Vremenske prilike koje imaju značajan utjecaj na sigurnost mogu biti karakteristične za neku zemlju ili regiju te njihova prognoza može zahtjevati specifične postavke modela u obliku rezolucije i kompleksnosti modela. U Državnom hidrometeorološkom zavodu operativna numerička prognoza vremena koristi model ALADIN. Parametrizirane procese opisujemo takozvanom fizikom modela, npr. zračenje, mikrofiziku oblaka, konvekciju, turbulenciju, orografiju itd. Opis tih procesa vezan je s dinamikom modela preko sučelja u kojem određene fizičke procese možemo uključiti ili isključiti pomoću logičkih prekidača. U radu koristimo nehidrostatički model ALADIN rezolucije 2 km u području djelomično razlučene konvekcije i ALARO fizički paket. Uključivanjem i isključivanjem advecije i semi-lagrangijanske difuzije na prognostičkim varijablama (kiša, snijeg, led oblaka i voda oblaka) gledamo što se događa s konvekcijom, odnosno prognoziramo konvekciju. Promatrano je preko deset slučajeva za koje je napravljeno četiri eksperimenta. Odabrana su dva slučaja, odnosno datuma, prezentirana i diskutirana u ovom radu. Weather forecasting is based on the products of numerical models for weather forecasts. Weather circumstances that have significant impact on security may be characteristic of a country or region and their forecast may require specific model settings in the form of resolution and complexity of the model. In the (DHMZ), the operating numerical forecast uses ALADIN model. Parametrized processes are described by the so called model physic, e.g. radiation, cloud microphysics, convection, turbulence, orography, etc. The description of these processes is related to the dynamics of the model through an interface in which certain physical processes can be switched on or off by means of logic switches. In this paper we use the non-hydrostatic 2 km resolution prognosis in the field of partially resolved convection and the ALARO physical package. Activation and exclusion of advection and semi-lagrang diffusion of prognostic variables (rain, snow, cloud ice, cloud water), we analyze process of convection in numerical model. Over ten cases were observed for which four experiments were made. Two cases were selected, i.e. two dates, presented and discussed in this paper.

Pijavice su, u usporedbi s nekim drugim meteorološkim pojavama, razmjerno rijetka pojava. Ipak njihova učestalost u Jadranu nije zanemariva te je kroz ovaj rad predstavljena njihova čestina u razdoblju od 2001. do 2013. godine. Ovo istraživanje, temeljeno na velikoj bazi podataka o pijavicama, po prvi put daje detaljan uvid u prostornu i vremensku raspodjelu njihove pojave duž istočne obale Jadranskog mora. Prilikom prikupljanja podataka korišteno je mnogo izvora, od službenih podataka Državnog hidrometeorološkog zavoda (DHMZ), do dojava pristiglih putem ankete za građane na mrežnim stranicama DHMZ-a, koja je aktivna od 2011. godine. Osim prostorne i vremenske raspodjele opisani su sinoptički uvjeti koji pogoduju nastanku pijavica, ali i uvjeti na manjoj skali koji uključuju termodinamičke i kinematičke osobine okolne atmosfere. Za analizu događaja korištene su prizemne i visinske sinoptičke karte Njemačke meteorološke službe (njem. Europaischer Wetterbericht–Deutscher Wetterdienstes, DWD), podaci međunarodnog sustava za detekciju munja LINET (od engl. LIghnting NETwork) te podaci radiosonaža s portala Sveučilišta u Wyomingu (engl. University of Wyoming ). Osim navedene analize kojom je utvrđeno da se pijavice jednoliko javljaju duž obale tijekom cijele godine, ipak najčešće u ljetnim mjesecima kada je prisutno jugozapadno visinsko strujanje, testiran je i jedan prognostički indeks, tzv. Szilagyiev prognostički indeks (SWI, engl. Szilagyi Waterspout Index). Prognoza nemezociklonalnih tornada koja su najčešća u Jadranu vrlo je zahtjevna, pa je testiranje i razvijanje alata koji bi bili od operativne pomoći vrlo bitno. Stoga je prognostička metoda ispitana s dva numerička modela, ALADIN-HR8-om (franc. Air Limitee Adaptation Dynamique development InterNational) koji je operativni model na DHMZ-u i WRF-om (engl. Weather Research and Forecasting) koji se koristi za istraživanje i prognozu vremena, a ima vrlo visoku prostornu i vremensku razlučivost. U oba testiranja uspješnost SWI-a je bila velika (za ALADIN 15 od 19 slučajeva i za WRF 9 od 10 slučajeva). Na kraju su prikazani primjeri prognoza za slučajeve opaženih pijavica te su diskutirana ograničenja i mogućnosti daljnjeg razvoja prognostičke metode. Extended abstract in thesis

This study presents a procedure for modeling the heat transfer process in a concrete dam, taking into account the time-varying boundary conditions on the upstream and downstream sides of the dam (i.e., the water level of the reservoir, spillover, insolation, and shading) which affect the temperature conditions of the dam. The large concrete arch-gravity Moste Dam (in North West Slovenia) was analyzed, where an automated system for the measurement of concrete and water temperatures, and for the monitoring of meteorological effects, was installed. Thermal analyses (1D and 2D) for non-linear and non-stationary heat conduction through solids were performed using a finite element method (FEM) based program, TeEx, which was complemented by two specially developed programs for determining the effects of convection and insolation, considering also the effect of shading. A 15-day period was analyzed, as well as a period of one year. It was found that the results of the performed analyses fitted in well with the experimentally determined concrete temperature measurements. The results showed that at the insolated side of the dam, the temperature gradient was largest in a very narrow area along the concrete surface, but the temperature did not stabilize shallower than at a depth of about 6 m. As part of the thermal analyses, uncertainty analyses of the results of the calculations were also performed.

Diplomsko delo obravnava teoretični in praktični vidik izračuna termične zmogljivosti električnih vodnikov. S poskusi pokažemo zakon o ohranitvi energije, ko se skupna količina energija v izoliranem sistemu ne spreminja. Opisali smo preizkuse toplotne trdnosti električnih vodnikov, ki smo jih izvedli z napravo Omicron CPC 100. Naprava CPC 100 meri tok, napetost in upornost skozi čas. Teoretični izračuni so narejeni po CIGRE metodi. Rezultate dobljene pri praktičnih poskusih primerjamo s teoretično izračunanimi vrednostmi in preverimo kakšna je razlika oz. odstopanje med njimi. The thesis focuses on theoretical and practical calculation of thermal capacity for certain electrical conductors. With experiments we show the law of conservation of energy, which states that the total energy in the isolated system is constant. We described the tests for thermal strength of electric wires, that were tested with the device Omicron CPC 100. The device CPC 100 measures the change in current, voltage and resistance over time. We use CIGRE method to make theoretical calculations. We compare the results obtained from practical experiments with theoretically calculated values and we try to find the difference or the deviation between them.

U ovom radu ćemo promatrati prijenos topline ljudskog tijela s okolinom. Opisat ćemo glavne procese izmjene topline kroz fizikalne zakone i primjere. Nakon što fizikalno opišemo svaki proces prijenosa topline u čovjeka, aproksimacijama ćemo odrediti izmjenu topline. Primjeri su uzeti iz svakodnevnog života. Cilj je publici prebližiti ovu temu, dati fizikalni opis procesa čovjeka s okolinom. Primjeri su inovativni dio rada opisani uz pomoć formula i podatka iz literature., In this paper we will discuss heat transfer within the human body and its interaction with the environment. Main processes will be described with physical laws and examples will be provided. After a physical description, approximations will be used to determine the heat transfer. examples are taken from day to day life. The main goal of the paper is to make the reader acquainted with the subject and to physically describe human interaction with his environment, regarding heat. examples are my contribution to this subject with formulas and data taken from the literature.

V doktorski disertaciji je predstavljen algoritem za modeliranje prehoda toplote skozi betonsko pregrado, ob upoštevanju časovno spremenljivih robnih pogojev na gorvodni in dolvodni strani pregrade (gladina vode v akumulaciji, prelivanje vode čez krono pregrade, osončenost in osenčenost), s katerim so bila določena temperaturna stanja pregrade. Za določitev vpliva osenčenosti je bila uporabljena nova metoda in sicer na podlagi meritev s terestričnim laserskim skenerjem ter uporabe dveh računalniških programov, izdelanih v programskih okoljih Mathematica in MATLAB, ki za izbrano opazovalno točko določita obris terena ter položaj Sonca in osončenost v času. Obravnavana je bila velika ločno-težnostna betonska pregrada Moste, ki se nahaja na severozahodu Slovenije, na kateri je bil julija 2013 vzpostavljen avtomatski sistem meritev temperatur betona in vode ter spremljanja vremenskih vplivov z mobilno vremensko postajo. Toplotne analize (1D in 2D) za nelinearno in nestacionarno prevajanje toplote v trdnih snoveh so bile izdelane z metodo končnih elementov s programom TeEx v MATLABu, ki je bil dopolnjen z izdelanima programoma za določitev vplivov konvekcije in osončenosti. Obravnavana so bila tri različna 15-dnevna obdobja (vplivi oblačnosti, prelivanja in gladine vode) ter letno obdobje, pri čemer so se rezultati toplotnih analiz zelo dobro ujemali z eksperimentalnimi rezultati meritev temperatur betona. Na osnovi rezultatov 2D toplotnih analiz so bila izdelana temperaturna polja pregrade tekom leta. Mehanske analize so bile izdelane z metodo končnih elementov s programom DIANA za 2D in 3D model pregrade, kjer se je ugotavljal vpliv spremembe hidrostatskega tlaka in temperaturne obtežbe na vodoravne pomike zgornjega dela pregrade. Rezultati mehanskih analiz so pokazali zelo dobro ujemanje z rezultati avtomatskih meritev vodoravnih pomikov z visečim grezilom. V sklopu toplotnih in mehanskih analiz so bile izdelane tudi analize nezanesljivosti rezultatov izračunov. This doctoral dissertation presents an algorithm for modelling the heat transfer process in a concrete dam, taking into account the time-varying boundary conditions on the upstream and downstream sides of the dam (i.e. the water level of the reservoir, spillover, insolation, and shading) which affected the temperature conditions of the dam. In order to investigate the effect of shading, a new method was applied, which is based on terrestrial laser scanner measurements and the use of two computer programs which were designed within the computing environments Mathematica and MATLAB. Using this approach it was possible to determine, for any selected observation point, the contour of the terrain, the position of the Sun, and insolation over time. A large arch-gravity concrete dam was analysed, the so-called Moste Dam, which is located in north-west Slovenia, where an automated system for the measurement of concrete and water temperatures, and for the monitoring of meteorological effects using a mobile weather station, was installed in July 2013. Thermal analyses (1D and 2D) for non-linear and non-stationary heat conduction through solids were performed using the finite element method based program TeEx (written in MATLAB), which was complemented by two specially formulated programs for determining the effects of convection and insolation. Three different 15-day periods (with varying cloudiness, spillover, and water levels of the reservoir) were analysed, as well as a period of one year. It was found that the results of the performed analyses fitted in well with the experimentally determined concrete temperature measurements. Additionally, based on the results of the 2D thermal analyses, dam temperature fields corresponding to the complete year of measurements were elaborated. Stress-strain analyses were also performed, using the finite element method based computer program DIANA, for both the 2D and the 3D model of the dam, in order to investigate the effect of changes in (1) hydrostatic pressure and (2) thermal loading on the horizontal displacements of the upper part of the dam. The results of the stress-strain analyses showed very good agreement with the results of the automatic measurements of horizontal displacements that were obtained by using a hanging pendulum. As part of the thermal and stress-strain analyses, uncertainty analyses of the results of the calculations were also performed.

Intenzivne konvektivne oluje često predstavljaju potencijalnu opasnost za ljudski život i materijalna dobra, dok je vrijeme i mjesto nastanka te intenzitet istih još uvijek teško predvidiv i predstavlja jedan od najvećih izazova u prognozi vremena. Izuzetnu važnost u prognozi konvekcije imaju satelitski podaci i podaci o munjama, a njihovo karakteristično ponašanje prije i tijekom grmljavinskih oluja može uvelike poboljšati prognozu neposrednog razvoja vremena (eng. nowcasting). U ovom radu korišteni su podaci s geostacionarnih satelita druge generacije Meteosat-9 i Meteosat-10 te podaci o munjama iz međunarodnog LINET (od eng. LIghnting NETwork) sustava. Uspoređene su četiri objektivne satelitske metode koje se temelje na kombinaciji satelitskih kanala u infracrvenom dijelu spektra i služe za detekciju premašujućeg vrha (OT, od eng. Overshooting Top) iznad nakovnja kumulonimbusa (Cb), koji je posljedica jake uzlazne struje unutar konvektivne ćelije. Utvrđeno je da najmanji broj pogrešnih detekcija ima nova jednostavna objektivna satelitska metoda, nazvana COMB (od eng. COMBination). Većina pogrešno detektiranih OT-ova koristeći spomenutu metodu nalazila se u području specifičnih termičkih oblika na vrhovima konvektivnih oblaka (hladnog prstena ili hladnog U/V) koji su također karakteristični za intenzivnu konvektivnu aktivnost. U blizini detektiranih OT-ova najčešće dolazi do olujnih udara vjetra koji su često praćeni intenzivnim pljuskom, dok je u značajnom broju slučajeva zabilježen i izražen pad temperature. Analizom grmljavinske aktivnosti nad promatranim područjem utvrđeno je da su grmljavinski najaktivnija pred-alpska područja, a u Hrvatskoj Istra u ljeto i južni Jadran tijekom jesenskih mjeseci. Neposredno prije ili za vrijeme OT-a te prije pojave tuče pri tlu opažen je nagli porast broja ukupnih električnih izboja, izmjerene su najviše amplitude struje i opažen porast srednje visine munja između i unutar oblaka. Extended abstract in the dissertation (pp. ii-x)

Saulės įrenginių šilumos atidavimo proceso intensyvumo didinimo tyrimai atliekami jau senai. Galimybė pagerinti šilumos atidavimo procesą, nenaudojant papildomo šilumos šaltinio, nagrinėjama pagerinant kolektoriaus elementų konstrukciją kliūtimis. Fluidui tekant kolektoriaus elemente susidaro pasienio sluoksnis, kuris mažina šilumos atidavimo proceso intensyvumą. Kolektoriuje su kliūtimis laminarinis pasienio sluoksnis yra suardomas turbulentinio fluido tekėjimo, todėl padidėja šilumos atidavimo procesas tarp fluido ir absorberio sienelės. Šiame projekte tiriamas šilumos atidavimo procesas ,,galinio srauto“ (angl. back-pass) oro kolektoriaus elemento modelyje. Sukurti trys patobulintos konstrukcijos skaitiniai kolektoriaus elemento modeliai su kliūtimis, kai atstumas tarp jų kinta kas 0,08, 0,16 ir 0,24 m. Kolektoriaus elemento skaitinis modelis sudarytas naudojant ANSYS Fluent programinį paketą bei k-ε skaitinį tekėjimo modelį. Tyrimo metu gauta, kad toks kolektoriaus konstrukcijos patobulinimas padidina šilumos atidavimo proceso intensyvumą tarp kolektoriuje tekančio fluido ir absorberio plokštelės, todėl padidėja ir bendras kolektoriaus efektyvumas. Taip pat nustatyta, kad esant didesniam fluido masiniam debitui vidutinė šilumnešio temperatūra sumažėja bei padidėja absorberio plokštelės temperatūra, todėl šilumos atidavimo procesas tampa spartesnis., Heat transfer enhancement in solar technologies have been carried put in some applications all around the world. A possibility for increasing heat transfer with fluid without external energy supply is an endeavor in solar collector with battles. When fluid flows in a channel, baffles break the laminar sub-layer and create wall turbulence flow separation and resistance and augment the heat transfer. A numerical modelling was carried out to study the thermal performance of a back-pass air collector with rectangular baffles. Construction of the model was improved by baffles which were set out in 0,08, 0,16 and 0,24 m distance. Attachment of baffles create a technique witch increase heat transfer between the fluid and the absorber in the solar collector. To solved this, was used the finite volumes method and low Reynolds number k-ε model in ANSYS FLUENT program. In this paper, the results indicate that this collector design increased the enhancement of heat transfer process and solar collector’s efficiency. Also, this study revealed that the flow and heat transfer characteristics are strongly dependent on mass flow rate of air.

Rowing is one of best kinds of exercises having a great impact on sportspersons physical condition, including muscle strength and endurance. There are several types of rowing machines available and hydraulic rowing machine is one of most efficient kind keeping in mind its budget, compactness and reliability. Hydraulic cylinders connected to the levers imitating oar handles are used in such machines to generate the resistance force during exercising. This force is proportional to the speed of cylinder compression/extension (their piston insertion/extraction) in turn depending on intensity of exercising. Mechanical energy of the athlete applied on the cylinder during exercising is converted to the thermal energy of the cylinder, so it tends to heat after certain period of continuous functioning, then the viscosity of fluid circulating in the cylinder and correspondingly resistance force decrease. The aim of this master’s thesis is to improve the performance of a hydraulic cylinder of the lever type rowing machine by improving its cooling rate. Therefore the analysis of design, regimes and principles of operation of the hydraulic cylinders, heat transfer mechanisms and cooling systems was carried out. The thermal loads acting the present design cylinder of rowing exerciser and excessive heat to be dissipated were determined by computational analysis of its thermal state. Two types of cooling devices (having longitudinal and circular cooling fins) mounted onto the cylinder and increasing the rate of heat transfer to the environment by increasing convection were designed and their efficiency was evaluated by means of numerical simulation., Irklavimas yra viena iš sporto šakų, turinčių visapusiškiausią įtaką sportininkų fizinei būklei, nes leidžia lavinti tiek praktiškai visų raumenų jėgą, tiek ir ištvermę. Yra įvairių tipų irklavimo treniruoklių, o vieni plačiausiai naudojamų yra gana paprasti, patikimi, kompaktiški ir nebrangūs svirtiniai treniruokliai, kuriuose apkrova generuojama hidraulinio cilindro tipo įrenginiais. Tokių hidraulinių cilindrų sudaroma pasipriešinimo jėga yra proporcinga jų stūmoklio įstūmimo/ištraukimo greičiui, savo ruožtu priklausančiam nuo mankštinimosi intensyvumo, t.y. irklų rankenas imituojančių svirčių, prie kurių prijungti cilindrai stūmimo/traukimo greičio. Mankštinantis tokiais treniruokliais sportininkų mechaninė energija virsta cilindro ir jame cirkuliuojančio hidraulinio skysčio šilumine energija, todėl treniruotės metu cilindras įkaista, hidraulinio skysčio klampa ir atitinkamai jo generuojama pasipriešinimo jėga sumažėja. Šio magistro darbo tikslas yra pagerinti svirtinio irklavimo treniruoklio hidraulinio cilindro efektyvumą pagerinant jo aušinimą. Išanalizavus hidraulinių cilindrų konstrukcijas, veikimo principus, šilumos perdavimo mechanizmus ir aušinimo sistemas ir nustačius esamos konstrukcijos cilindrą veikiančias šilumines apkrovas bei išsklaidytiną šilumos kiekį sukurti dviejų tipų cilindro aušinimo įtaisai (turintys išilgines ir žiedinės aušinimo briaunas), kuriuos sumontavus ant cilindro padidinamas šilumos perdavimo į aplinką efektyvumas padidinant konvekcijos proceso efektyvumą. Įtaisų efektyvumas įvertintas atliekant jų šiluminio būvio analizę skaitiniais metodais.

U ovom radu napravljena je sinoptička i mezoskalna analiza te testirana je Szilagyi-eva metoda prognoze pojave pijavica na deset odabranih slučajeva pojave pijavica u razdoblju od 2013. do 2016. godine. Podaci o pojavi pija- vica prikupljeni su s meteoroloških postaja, novinskih članaka, pomoću upitnika za javnost na internetskim stranicama Državnog hidrometeorološkog zavoda te zahvaljujući dojavama lokalnog stavnovništva. Sinoptičke situacije su opisane pomoću prizemnih i visinskih karata polja tlaka zraka, SYNOP podataka i radiosondažnih mjerenja. Svakom odabranom slučaju pijavicama je pridjeljen sinoptički tip vremena analizom karata geopotencijala na 500 hPa plohi, a analizom podataka iz LINET sustava pijavice su klasificirane na one povezane s grmljavinskim nevremenom i one “lijepog vremena”. Mezoskalne karakteristike (s fokusom na termodinamičke indekse) određivane su mezoskalnim modelom velike horizontalne razlučivosti (od 500 m) te se pritom model usporedio s dostupnim mjerenjima. Kako termodinamički indeksi nestabilnosti nisu dovoljni za prognozu pijavica, testirana je metoda prognoze Szilagyi-evim indeksom za pijavice (SWI) koriste ́i vertikalne profile iz mezoskalnog numeričkog modela. Dobivene vrijednosti SWI potvrđuju pojavu pijavica, čak i zimskih pijavica. Ovime se Szilagyi-eva metoda prognoze pijavica pokazala kao valjana prognostička metoda na Jadranu.

Sonce je eden izmed največjih alternativnih virov energije, ki ga lahko s pomočjo sončnih kolektorjev zelo dobro izkoriščamo za segrevanje vode in prostorov. Uporabo sončnega kolektorja lahko na zelo nazoren način predstavimo osnovnošolcem. Z uporabo modela sončnega kolektorja učenci spoznajo energijske procese, ki potekajo pri segrevanju vode s sončnim kolektorjem. Predstaviti želim enega izmed mnogih načinov, kako lahko na konkretnem primeru povežemo več fizikalnih pojavov in se iz njih tudi kaj koristnega naučimo. Z meritvami energijskih procesov, ki sem jih na modelu sončnega kolektorja opravila, sem izračunala del energije, ki se porabi za segrevanje vode. Raziskala sem, kam se preostali del energije preusmeri, kje nastajajo izgube in kako pri modelu sončnega kolektorja potekajo energijski procesi. V učnem načrtu za osnovno šolo je ohranitev energije eden izmed pomembnejših konceptov, ki naj bi jih učenci osvojili na vseh nivojih, zato je pomembno, da učencem takšne koncepte približamo na nazoren in njim zanimivejši način. Na podlagi analize meritev sem pripravila gradivo, ki bi učencem omogočalo kakovostnejše razumevanje ohranitve energije kot tudi samega delovanja sončnega kolektorja. Uporaba gradiva je predvidena za izvedbo naravoslovnega dne v osnovni šoli. Posebej sem pripravila še dodatno gradivo za študente Pedagoške fakultete. The Sun is one of the biggest alternative sources of energy that can be exploited for heating water and living or work areas with the help of the solar collector. The use of the solar collector can be presented to the pupils in primary school in a very illustrative way. A model of the solar collector can help pupils to learn about the energy flow when water is heated using the solar collector. The purpose of my thesis is to present one of many ways how to interconnect many physical phenomena in one specific example and how to learn something from it. I have used the measurements of energy flow which I had carried out on the model of the solar collector to calculate how much energy is used to heat water. I have also investigated where the rest of the energy is diverted, where the losses of energy occur and how the energy in the model of the solar collector flows. Energy conservation is one of the most important concepts in the curriculum for primary schools. All the pupils are expected to acquire knowledge of this field. Therefore, it is very important to present them these concepts in an illustrative and interesting way. Based on the analysis of the measurements I have prepared the material, which could allow pupils to better understand the energy conservation as well as of the functioning of the solar collector. The material is suitable for use in primary schools. I have prepared additional material for the students of the Faculty of Education. The material is intended to be used during a science day.

U ovom radu analizirana je toplinski opterećena konstrukcija. Uslijed toplinskog opterećenja javljaju se deformacije, naprezanja te pomaci promatrane konstrukcije. Varijacijom vrste opterećenja konstrukcije mijenjaju se raspodjele temperatura, deformacija, naprezanja te pomaka. Provedene toplinske analize verificirane su analitičkim putem te uspoređene s rezultatima dobivenima pomoću programskog paketa Abaqus. Provedene verifikacije su sljedeće: promjena temperaturnog polja, raspodjela temperature uslijed prijenosa topline konvekcijom te temperaturna raspodjela u elementu uslijed konduktivnog provođenja topline. U promjeni temperaturnog polja promatra se utjecaj jednolike promjene temperature cijelog štapa. U raspodjeli temperature uslijed konvekcije uz određene rubne uvjete posebno je dodana konvekcija po čvorovima štapa. Stoga se uz provođenje topline također javljaju i gubici konvektivnog prijelaza topline. U temperaturnoj raspodjeli u elementu uslijed provođenja topline kroz krutinu tj. kondukciji promatra se pad temperature. U konačnici, nakon verifikacije provedena je mehanička analiza konstrukcije sa spomenutim verificiranim toplinskim opterećenjima. In this paper, analysis of a thermal loaded construction is carried out. Due to thermal load, many effects occur in the construction, such as deformation, stress and displacement. By varying the type of load, layout of the temperatures, deformations, stresses and displacements are also changing. Carried out analyses are verified analytically and compared with results obtained through simulation program Abaqus. The analyses are as follows: change in a temperature field, temperature distribution due to heat exchange by convection and temperature distribution in an element itself due to conductive heat exchange. During the change of a temperature field, the effect of the truss uniform temperature change is observed. In a distribution of the temperature due to convection with certain boundary conditions, convection is also additionally added per each truss node. Therefore, in addition to conductive heat exchange, there are also convective heat exchange losses along the length of the truss. In a distribution of the temperature during conduction, temperature drop is observed. Finally, after verification, mechanical analysis of the construction is carried out with above mentioned verified thermal loads.

U ovom radu napravljena je sinoptička analiza i testirana je Szilagyi-eva metoda prognoze pojave pijavica na pet odabranih slučajeva pojave pijavica u razdoblju od 2013. do 2016. godine. Podaci o pojavi pijavica prikupljeni su s me teoroloških postaja, novinskih članaka, pomoću upitnika za javnost na internetskim stranicama Državnog hidrometeorološkog zavoda te zahvaljujući dojavama lokalnog stavnovništva. Sinoptičke situacije za sve slučajeve pijavica opisane su pomoću prizemnih i visinskih karata polja tlaka zraka, SYNOP podataka i radiosondažnih mjerenja. Svakom odabranom slučaju s pijavicama je pridjeljen sinoptički tip vremena analizom karata geopotencijala na 500 hPa plohi, a analizom podataka iz LINET sustava pijavice su klasificirane na one povezane s grmljavinskim nevremenom i one lijepog vremena. Kako termodinamički indeksi nestabilnosti nisu dovoljni za prognozu pijavica, testirana je metoda prognoze Szilagyi-evim indeksom za pijavice (SWI) koriste ́i vertikalne profile iz mezoskalnog numeričkog modela WRF velike horizontalne razlučivosti. Dobivene vrijednosti SWI potvrđuju pojavu pijavica, čak i rijetke zimske pijavice. Ovime se Szilagy-eva metoda prognoze pijavica pokazala kao valjana prognostička metoda na Jadranu.

Južni Jadran ima važnu ulogu u izmjeni vodenih masa iz Jadrana i Mediteranskog mora. Dok uz zapadnu obalu Jadranskog mora istječe Jadranska voda u Mediteransko more, kao kompenzaciju uz istočnu obalu ulazi voda iz Mediteranskog mora. Upliv tople Levantinske intermedijarne vode visokog saliniteta i Jonske površinske vode u Jadran povećan je zimi ali varira od godine do godine zbog klimatskih oscilacija koje se odvijaju od Atlantika do Jugoistočnog Mediterana. Duboka konvekcija događa se u zimskom periodu kada je voda koja ulazi u Jadran iz Jonskog mora izložena povremenim epizodama bure, hladnog i suhog sjevernog vjetra. Hlađenje površinske vode rezultira njenim tonjenjem u dublje slojeve i miješanjem različitih vodenih masa, te uzrokuje prijenos hranjivih soli iz dubokih rezervoara na površinu čime te hranjive soli postaju dostupne za primarne proizvođače. Duboka konvekcija također prenosi površinske organske čestice, uključujući i stanice fitoplanktona u duboko more puno brže nego uobičajenim procesima tonjenja. U sklopu HRZZ projekta BIOTA, u Južnom Jadranu provedena su oceanografska istraživanja u zimskom razdoblju (veljača/ožujak 2015. ; ožujak 2016. godine) kako bi se istražili specifični obrasci termohaline cirkulacije i raspodjele planktona na tom području. Istraživanje se odvijalo na 15 postaja duž dva transekta: (i) od Dubrovnika do izobate od 1000m (P100 – P1000), te (ii) od izobate od 1000 m do otoka Lastova (M100 – M1000). Sakupljeni uzorci (183) analizirani su inverznim svjetlosnim mikroskopom te je određen sastav i brojnost mikrofitoplanktonskih vrsta. Maksimalna brojnost mikrofitoplanktona (1.97 x 104 stanica/L) zabilježena je u površinskim uzorcima na postajama P100 i P120, dok je minimum zabilježen na postaji P600 na dubini 500m (100 stanica/L). Taksonomskom analizom određena je 131 svojta mikrofitoplanktona, od kojih su dominirale dijatomeje sa 95 morfotipova. Dominantne vrste dijatomeja bile su vrste Chaetoceros affinis, Chaetoceros cf. constrictus, Chaetoceros decipiens, Asterionelopsis glacialis, grupa Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima i Bacteriastrum furcatum. Preliminarnim analizama je zabilježen veliki broj neidentificiranih penatnih dijatomeja. Zabilježeno je 25 vrsta dinoflagelata, a najbrojnija vrsta je bila Ceratium fusus. Također, zabilježeno 6 taksona kokolitoforida je, s dominacijom vrste Calciosolenia brasiliensis, 3 taksona silikoflagelata, 1 takson euglenofita te Myrionecta rubra, miksotrofni cilijat.

Zadatak ovog diplomskog rada bio je opisati mehanizme prijenosa topline i ostalih pojava koje prate rad termoelektričnog hladnjaka. To su kondukcija, konvekcija te zračenje topline. Opisani su toplinski otpori, koji su svojstvo svih materijala koji se koriste u procesu grijanja/ hlađenja. Efekti koji se javljaju u termoelektričnim procesima su Seebackov, Thomsonov i Peltierov efekt. Izrađen je funkcionalan minijaturni hladnjak s Peltierovim modulom i toplinski upravljanim relejem koji po potrebi pali tj. gasi Peltierov modul i na taj način hladi unutrašnost hladnjaka. Jedna od važnijih stavki ovog rada bila su i mjerenja koja bi pokazala način na koji se sam proces odvija. The task of this graduate work was to describe the mechanisms of heat transfer and other phenomena that accompany the work of the thermoelectric cooler. These are conduction, convection and radiation heat. We described thermal resistances, which are characteristic of all materials used in the process of heating / cooling. Effects that occur in thermoelectric processes are Seeback’s, Thomson’s and Peltier’s effect. We produced a functional miniature refrigerator with Peltier’s module and the heat-driven relay and in that way we cooled refrigerator. One of the important items of this paper are measurements that showed the way in which the process takes place.

U diplomskom su radu iznesene osnove teorije topline i načina prijenosa topline (kondukcijom, konvekcijom, radijacijom). Definiran je pojam energije, opisana je energetska učinkovitost, te objašnjenja bilanca zgrade kao i sam postupak energetskog certificiranja. Prikazan je proračun izrade energetskog certifikat u programskom alatu KI Expert 2013. Prikazan je proračun razdiobe topline u zidu i u prostoriji korištenjem programskog paketa Ansys The diploma thesis describes theory of heat transfer: conduction, convection and radiation. Energy and energy effiency are defined. Energy balance of building is described as well as the energy certification procedure. Energy certification procedure is shown on a simple apartment building using the software tool KI Expert 2013. The analysis of the distribution of the heat in the wall and in the room is shown using the software tool Ansys.

Indeksi nestabilnosti su pokazatelji stanja atmosfere pogodnih za nastanak i razvoj konvektivnih oblaka, sustava i popratnih pojava. Vrijednosti indeksa nestabilnosti povezane su s vjerojatnošću pojave konvektivnog razvoja i postoje granične vrijednosti koje određuju stabilno ili nestabilno stanje atmosfere. U ovom radu proučavani su indeksi nestabilnosti na području Zagreba i Zadra za petogodišnje razdoblje od 1. siječnja 2009. do 31. prosinca 2013. godine, koje smo pokušali dovesti u vezu s podacima detekcije električnih pražnjenja. Cilj rada je bio odrediti granične vrijednosti pojedinog indeksa nestabilnosti iznad koje bi vjerojatnost uspješne prognoze konvekcije bila zadovoljavajuća. Pokazalo se da neki indeksi nestabilnost manje, a neki više pokazuju sposobnost za uspješnu predikciju konvektivnog događaja. Najveće vjerojatnosti za uspješnu prognozu konvektivnih dana dobili smo za indekse SI, LI, K i TT. Za većinu indeksa bolje vjerojatnosti za predikciju dana s električnim pražnjenjem dobivene su danju, jedino je SWEAT indeks pokazao bolje rezultate noću. Teorijske vrijednosti indeksa CAPE, CIN i BRN pokazale su da ne znače mnogo za konvekciju već bi ih trebalo promatrati na termodinamičkom dijagramu i povezano s tipovima vremena kako bi dobili bolje rezultate. Provo đenje ovakvih istraživanja je od izuzetne važnosti iz razloga što bi mogućim razvojem odre đenih metoda pravovremenog uočavanja nepovoljnih uvjeta mogli pravovremeno intervenirati i pokušati umanjiti moguće štete od olujnih nevremena koji su drugi najčešći uzročnik materijalnih šteta u Hrvatskoj

Predmet rada u ovoj disertaciji je istraživanje termomehanckih procesa pri konvektivnom sušenju prehrambenih materijala vlažnim vazduhom kao agensom sušenja u sistemima sa recirkulacijom. Matemticko-numerickim metodama i regresionom analizom definisan je fizicko-matematicki model koji omogucava simulaciju promene vlažnosti materijala u bezdimenzionom obliku tokom procesa sušenja, a koji uzima u obzir uticaj termomehanickih osobina vlažnog vazduha (temperature, relativne vlažnosti i brzine strujanja) na proces sušenja. U cilju verifikacije postavljenog modela, osmišljena je i izraena laboratorijska instalacija za konvektivno sušenje prehrambenih materijala u tankom sloju, koja radi sa potpunom recirkulacijom vazduha. Odabrani materijali (jabuka, krompir i banana) su sušeni pod istim režimima, sa temperaturom sušenja u opsegu 35 ÷ 55°C , relativnom vlažnošcu u opsegu 10 ÷ 30% i brzinom strujaja vlažnog vazduha u opsegu 1÷ 2 m s . Jabuke su sušene u komadicima oblika kocke dimenzija 10 mm i 13 mm, krompir u listovima debljina 2 mm i 3 mm, a banana u kolutovima debljina 6 mm i 7 mm. Analiziran je uticaj termomehanickih osobina vlažnog vazduha na kinetiku procesa sušenja, na osnovu dobijenih vrednosti efektivnog koeficijenta difuzije. Rezultati istraživanja su potvrdili da termomehanicke osobine vlažnog vazduha znacajno uticu na proces sušenja, pri cemu se u slucajevima slabijeg uticaja na proces sušenja pojedine velicine mogu zanemariti. Analiziran je rad sistema sušenja koji je podržan radom toplotne pumpe, na osnovu izracunatih vrednosti osnovnih pokazatelja efikasnosti rada sistema. Ustanovljeno je da se pravilno utvrenim parametrima rada instalacije može uticati na povecanje energetske efikasnosti sistema i smanjenje specificne potrošnje energije po kolicini izdvojene vlage. Verifikacija dobijenih rezultata izvršena je poreenjem rezultata sopstvenog modela sa rezultatima sprovedenog eksperimentalnog istraživanja, a potom i sa modelima i eksperimentalnim istraživanjima drugih autora... The motivation of the research presented in this thesis was to investigate thermomechanical processes that appears during the convective drying of food materials in systems with air recirculation. The mathematical model was formed to describe the change of moisture ratio of the material during the time, by taking into account the influence of all relevant thermomechanical properties of drying air (temperature, relative humidity and velocity) on the drying process. Convective laboratory scale dryer with possibility of full drying air recirculation was designed and built in order to achieve and measure all relevant drying process parameters. Apples, potatoes and bananas were used in the experiments. The chosen materials were dried under the same drying conditions. Drying air temperature was in range 35-55oC, relative humidity in range 10-30% and velocity in range 1-2 m/s. The apples were cut into cubes with 10 mm and 13 mm side dimension, potatoes were sliced into chips of 2 mm and 3 mm thickness and bananas were sliced into the cylinders with 6 mm and 7 mm thickness. Analysis of error appearance probability was performed. The effective moisture diffusivity was used to describe drying process efficiency. The experimental results confirmed that thermomechanical properties of drying air have significant influence on drying process. It was discovered that drying air, relative humidity could be ignored in some occasions. The performance of heat pump drying system was analyzed in order to discover system efficiency. The system energy and mass flows, air circulation behavior, drying air properties and system components behavior were monitored in order to calculate the main parameters of system performance. It was discovered that appropriate system performance optimization could increase system energy efficiency and reduce specific energy consumption. The results of mathematical model equation were compared with the experimental results and with the models and with the experimental results of the other authors, in order to be verified...

U radu je izvršen numerički proračun prijenosa topline kroz stijenke termos boce. U uvodnom poglavlju su opisani načini prijenosa topline te ilustrirani primjerima. Postavljen je matematički model stacionarnog prijenosa topline kroz stijenke termos boce te su zadani rubni uvjeti. Opisana je metoda konačnih volumena i prikazan primjer njene primjene na 2D modelu provođenja topline. Geometrijski model termos boce napravljen je u Inventoru, a mreža konačnih volumena u programskom paketu GAMBIT 2.4.6. Numeričke simulacije prijenosa topline kroz stijenke boce, s različitim materijalima izolacije stijenke, izvršene su korištenjem CFD softwera ANSYS FLUENT 12.0.16. Analizirano je temperaturno polje, te polja brzine i tlaka, a nakon usporedbe s analitičkim rješenjem izvedeni su zaključci.

Nestandardne refrakcije radio valova (tzv. anaprop pojave), koje dijelimo na radio kanale, superrefrakciju i subrefrakciju, nastaju zbog prostorne promjene temperature, vlažnosti i tlaka zraka. Atmosferska varijabilnost temperature, vlažnosti i tlaka zraka rezultat je vremenske situacije na sinoptičkoj skali, kontinuirano modificirane lokalnim mezoskalnim strukturama. Lokalne mezo-strukture utječu na visinu atmosferskog graničnog sloja te generiraju lokalne fronte koje su karakterizirane naglim prostornim promjenama temperature i vlažnosti što bitno utječe na širenje radio valova. U ovom radu ispituje se utjecaj tri dominantna mezoskalna fenomena nad sjevernim Jadranom: smorca/kopnenjaka, bure i duboke konvekcije, u razdoblju od 12. do 20. kolovoza 2000. Za analizu odabranog slučaja korišteni su numerički model WRF-ARW horizontalne rezolucije 1.5 km i satnim ispisom rezultata, te radiosondažna mjerenja iz Udina sa šestosatnim periodom uzorkovanja. Dobiveni rezultati za Udine pokazuju da se pomoću numeričkog modela anaprop pojave mogu uspješno prognozirati iako su katkad prognozirane na netočnim visinama i/ili podcijenjenog intenziteta. Model pokazuje najveće poteškoće u reprodukciji vertikalne promjene relativne vlažnosti što najviše utječe na točnost vertikalnog profila modificiranog indeksa loma, a time i na detekciju pojava nestandardne refrakcije. Prostorna raspodjela anapropa, kroz cijelo promatrano razdoblje pokazuje dominaciju evaporacijskih radio kanala i superrefrakcije nad morem (do oko 100 m iznad površine) i obalnim područjem, dok nad kopnom prevladavaju uvjeti standardne refrakcije. Obalna cirkulacija se pokazala kao prilično aktivno područje u smislu pojava nestandardnih refrakcija. Advekcijom hladnijeg i vlažnijeg morskog zraka na kopno u prvih 100 m visine stvara se sloj radio kanala i superrefrakcije. Gornji dio fronte smorca obično je povezan s pojavama superrefrakcije i povišenih radio kanala. Subrefrakcija se pojavljuje unutar prijelaznog sloja između donje i gornje grane smorca. Duboka konvekcija nad kopnom prouzročila je područja superrefrakcije i subrefrakcije na visinama između 0.5 i 1 km iznad površine. Subrefrakcija nastaje uslijed silaznog strujanja u zreloj fazi nastanka kumulonimbusa koje stvara sloj hladnijeg i sušeg zraka. Ispod tog područja subrefrakcije, do 200 m visine iznad tla nalazi se sloj superrefrakcije i površinskih radio kanala. Advekcijom sušeg i hladnijeg zraka, bura unutar hidrauličkog skoka pri površini tla stvara plitak sloj radio kanala i superrefrakcije, a iznad mora i otoka te se pojave javljaju u nešto dubljem sloju. Subrefrakcija se kod bure javlja nad morem na rubovima mlazova, gdje lateralna izmjena zraka različitih higroskopskih svojstava nastaje uslijed konvergencije strujanja i povećane vrtložnosti, kao i na navjetrinskoj strani Dinarida gdje lokalna vrtloženja zraka utječu na vertikalnu promjenu količine vlage u zraku.

V diplomskem seminarju obravnavamo toplotno bilanco potapljača v hladni vodi. Naredili smo teoretično oceno toplotne bilance posameznega dela telesa. Teoretične ocene smo primerjali z eksperimentalnimi podatki, ki smo jih pridobili z merjenjem temperature z IR kamero. Preverili smo, kateri tip potapljaške obleke najboljše izolira telo potapljača pred izgubo toplote. In the graduate seminar we study the heat balance of a human during a cold water dive. We present a theoretical evaluation of the heat balance for each body part. Theoretical estimates are compared with experimental data gained by measuring the surface temperature by IR camera. We have evaluated which type of a dive-suit best isolates the diver from losing the body heat.

U radu su objašnjeni opći pojmovi vezani za prijenos topline te jednadžbe potrebne za izračunavanje utjecaja temperature na materijal. Opisane su razlike između različitih načina prijenosa topline, tj. vrsta prijenosa topline. Opisan je prijenos topline kroz materijal (kondukcija), prijenos topline unutar fluida ili između krutine i fluida koji ga okružuje (konvekcija) te zračenje. Dane su potrebne formule i jednadžbe za izračunavanje naprezanja, uzrokovana temperaturnim promjenama, unutar materijala. Pokazane su formule, izrazi i jednadžbe kojima se opisuju stacionarno i nestacionarno provođenje topline. Pojašnjeno je čemu služi, kako i kada se primjenjuje metoda konačnih elemenata. Objašnjena je razlika između metode konačnih elemenata i klasičnih metoda rješavanja problema. Prikazane su funkcije koje se koriste za proračunavanje primjenom metode konačnih elemenata. Objašnjeni su tipovi elemenata koji se koriste za toplinsku analizu. Pokazani su primjeri, riješeni pomoću računalnog progama Ansys, za stacionarno i nestacionarno provođenje topline.

Duboka, mokra konvekcija koja nastaje u ‘čistom zraku’ jedna je od gotovo svakodnevnih pojava u atmosferi naših geografskim širinama, a i drugdje. Ovakva vrsta procesa češća je u toplijem dijelu godine, iz razloga što je termički uvjetovana i što topliji zrak može prihvatiti veće količine vodene pare. Za razliku od npr. frontalne konvekcije, nastanak konvekcije u čistom zraku teže je prognozirati. To su situacije kada je u jutarnjim satima prisutna ‘mirna’ atmosfera, a već nekoliko sati poslije dolazi do intenzivnog razvoja konvektivnih oblaka koji su, između ostalog, uzrok mnogih šteta. Stoga je u radu promatrano četiri indeksa nestabilnosti (K, KO, LI i TPW) čije vrijednosti mogu vrlo dobro ukazivati na područja u atmosferi pogodna za razvoj konvekcije. Želja je bila napraviti njihovu verifikaciju za šire područje Hrvatske. Indeksi su dobiveni sintezom kratkoročne prognoze i satelitskih mjerenja, uz pomoć tzv. PRM metode. Kao takvi imaju znatno bolju prostornu i vremensku rezoluciju (u usporedbi s npr. radiosondažnim mjerenjima), a obuhvaćaju velika područja (veća od npr. radarskih mjerenja). Konkretno, u ovom radu prostorna rezolucija indeksa je 3×3 piksela, a vremenska 15 minuta. Verifikacija svih indeksa je napravljena za četiri ljetna dana i jedan za dan u hladnom dijelu godine. Na temelju verifikacije uočeno je da se KO indeks pokazao lošim za prognoziranje konvekcije. Jedan od razloga je izostanak izobarne plohe 1000 hPa. Sličan problem pojavio se i kod generiranja K indeksa na mjestima gdje nema izobarne plohe veće ili jednake 850 hPa (izraženo na području Alpa). Promatrajući kombinirane prikaze intenziteta indeksa i satelitski detektirane naoblake u tri različita dnevna termina treba napomenuti da se jutarnja raspodjela intenziteta indeksa (od 04:00 UTC do 08:00 UTC), za većinu promatranih dana vrlo dobro poklapa s mjestima nastanka konvektivnih oblaka. Pojava i područje konvekcije potvrđeno je pojavom električnih pražnjenja. Prikazi vremena pojave, intenziteta i visina na kojima su se detektirale munje pokazali su da konvekcija svoj razvoj započinje 2 do 3 sata nakon što su na nju ukazivali usrednjeni indeksi. Puni razvoj konvekcije je uslijedio 5 do 10 sati kasnije, čime je omogućena ‘prognoza’ konvekcije od 2 do 10 sati unaprijed. Raspodjela vrijednosti indeksa u trenutku nastanka konvekcije ukazala je na povećanje nestabilnosti na mjestima na kojima je došlo do konvekcije i/ili na nova područja nestabilnosti na kojima se kasnije pojavila konvekcija. Razlike koje su se mogle povremeno uočiti u mjestu prikaza nestabilnosti od strane indeksa i mjesta manifestacije konvekcije javljale su se zbog pogrešaka u samom generiranju indeksa, ali i zbog advekcije zračnih masa prevladavajućim strujanjem zraka. Rezultati su ukazali na potrebu za smanjenjem graničnih vrijednosti kod K i TPW indeksa, odnosno povećanjem iste kod LI indeksa. Okvirna korekcija granične vrijednosti bi za K indeks bila +10 °C, LI indeks -4 °C i TPW indeks +20 mm oborive vode.

Odabrana poglavlja mehanike pronosa tvari u sredinama granularne pozornosti su u ovom radu sagledana putem provedbe mjerenja na fizikalnog modelu te naknadne komparacije izmjerenih veličina sa onima dobivenim analitičkim putem. Pritom, kako bi komparacija bila opravdana, rubni u uvjeti i parametri toka između fizikalnog i analitičkom modela su se nastojali ujednačiti. Sve navedeno je provedeno sa ciljem sagledavanja prolaska nereaktivnog trasera u granularnoj sredini, te komparacije izmjerene vremenske promjene koncentracije tvari sa promjenom predviđenom analitičkim putem. Pritom, kako se u tu svrhu koristio 1D analitički model, u fizikalnom modelu je vršeno više mjerenja, i to sa ciljem identificiranja strujnice na uzduž koje su najmanja odstupanja u brzini toka (kako po magnitudi tako i po smjeru). Osim vremenske promjene koncentracije trasera, komparativna studija na relacije eksperiment-teorije je provedena i za odabrane kinematičke veličine toka.

U ovom radu provedena je analiza reakcije očvršćivanja i prijenosa topline nezasićenih poliestera u staklenom valjkastom kalupu grijanjem u zračnoj kupelji. Temperatura se mjerila su u centru uzorka, uz vanjsku stjenku staklenog kalupa kao i u masi termostatiranog zraka. Kinetika reakcije očvršćivanja određena je na osnovi podataka dobivenih diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom. Matematički model sastoji se od bilance topline i bilance tvari koje su predočene s dvije parcijalne diferencijalne jednadžbe povezane kinetičkim članom, brzinom reakcije. Na temelju provedenih eksperimenata u staklenom valjkastom kalupu i provedbe numeričke analize dobivena je potpunija slika reakcije očvršćivanja u valjkastom kalupu, a stečene spoznaje mogu se primijeniti pri izradi konstrukcijskih materijala na bazi nezasićenih poliesterskih smola kao i pri modeliranju proizvodnih kalupa. Promjena temperature tijekom očvršćivanja po presjeku uzorka rezultat je istovremenog prijenosa topline i kemijske reakcije. Pokazalo se simuliranjem da se predloženi matematički model dobro slaže sa eksperimentalno mjerenim temperaturama tijekom reakcije u središtu valjkastog kalupa.

U prvom dijelu ovog rada pokušala se odrediti klimatološka veza između smorca na obali i konvektivne naoblake nad Istrom. Njihov odnos se ispitivao pomoću dostupnih prizemnih mjerenja na dvije postaje: zračna luka Pula i Pazin za ljetne mjesece (lipanj-rujan) u razdoblju od 1997.-2006. godine. Od dostupnih satnih mjerenja korišteni su površinski smjer i brzina vjetra, temperatura zraka, površinska temperatura mora i naoblaka. Na temelju analize podataka dobiveno je da se kumulonimbus, Cb, češće razvija u određenim meteorološkim uvjetima, a to su: (1) brzina smorca u zračnoj luci Pula u intervalu od 3 do 5 m s-1, (2) maksimalna temperaturna razlika između kopna i mora u zračnoj luci Pula oko 4 °C, i (3) maksimalna temperatura zraka u Pazinu u intervalu od 25 do 28 °C. U danima kada se pojavio Cb, u prosjeku, smorcu u zračnoj luci Pula je prethodio slabiji kopnenjak, a noći su bile toplije od onih dana kada Cb-a nije bilo. Promatranjem dnevnog hoda naoblake uočeno je da se uz pojavu Cb-a neki rodovi oblaka pojavljuju često, dok se neki rodovi oblaka ne pojavlju, ili su zastupljeni s malim pripadnim relativnim čestinama. Najčešće se javljaju kumulusni oblaci, a od drugih tipova naoblake najčešće se javljaju altokumulusi i cirusi. Pomoću satelitskih slika pokušala se odrediti prostorna i vremenska dimenzija razvoja Cb-a. Pri tome su korištene satelitske slike 30 uočenih slučajeva iz razdoblja 2000.-2006. godine s geostacionarnih satelita Meteosat 7 i 8. Uočeno je da postoje dva karakteristična mjesta nastanka Cb-a, a to je područje jugoistočne i sjeverne Istre. Kumulonimbus se uglavnom javlja između 11 i 13 CET, a raspada se između 15 i 16 CET, u prosječnom trajanju od 3 do 5 sati. Numeričkim simulacijama dva određena slučaja pojave Cb-a u Istri, 9. srpnja 2006. (slučaj_A) i 23. srpnja 2006. godine (slučaj_B) pomoću nehidrostatičkog mezoskalnog modela WRF-ARW pokazano je da mezoskalni model dovoljno fine prostorne mreže može uloviti pojavu i razvoj Cb-a. Sva dostupna daljinska mjerenja u slučaju_A ukazala su na neke karakteristike Cb naoblake. Uz slab sjeveroistočni sinoptički vjetar izraženija konvektivna naoblaka se razvija nakon 11 CET nad središnjom Istrom, dok njen razvoj kulminira oko 13 CET, kada se uočava Cb u blizini Pazina u oblačnoj liniji koja prati zapadnu obalu Istre, dosežući visinu između čak 12-13 km. Oblačna pruga se najvjerojatnije poklapa sa zonom konvergencije u polju strujanja. Nakon 15 CET dnevna konvektivna naoblaka zamire nad promatranim područjem. Razmatrajući slučaj_A zaključuje se da model daje dosta dobro podudaranje s opaženim podacima, te sa satelitskim i radarskim slikama u odnosu na prostornu pokrivenost i vremensko trajanje pojave. U slučaju_B položaj konvektivne naoblake i Cb-a koju daje model je nešto južnije u odnosu na podatke satelitskih slika (koje su manje pouzdane) i slika radarske odražajnosti. Model je u ovom slučaju dao nešto lošiju reprodukciju konvektivne naoblake, osobito njenog položaja i vremena trajanja. Pa ipak, vidljiva je jaka veza između smorca na obali i pojave Cb-a.

U radu se analizira prostorna i vremenska raspodjela pojave konvektivne aktivnosti na području Hrvatske u ljetnim mjesecima, kao i sinoptički uvjeti u kojima se konvekcija razvila. Dani u kojima je bilo konvektivne aktivnosti u Hrvatskoj odabrani su na temelju podataka o sijevanju. Analiza je rađena za četverogodišnji niz, od 2006. do 2009. godine, samo za topli dio godine, odnosno za razdoblje od 15. travnja do 15. listopada. Izuzetak je bila 2006. godina u kojoj je promatrano razdoblje od 1. svibnja do 15. listopada zbog nedostatka podataka o sijevanju za petnaest dana u mjesecu travnju. Za odabir dana s konvektivnom aktivnošću korišteni su podaci o ukupnom električnom pražnjenju. Za potrebe analize napravljena je podjela na šest prostornih regija koje su karakterizirane određenim geografskim i klimatskim uvjetima. Promatrane regije su Istočna Hrvatska, Središnja Hrvatska, Lika i Gorski kotar, Sjeverni Jadran, Srednji Jadran i Južni Jadran. Prostornom analizom dobiveno je da je razvoj konvekcije najčešći na području Sjevernog Jadrana. Vremenska analiza je pokazala da je početak razvoja konvekcije najčešće u ranim popodnevnim satima, s maksimumom oko 12 CET, a završetak u večernjim satima. U jadranskim regijama značajna je i pojava noćnih konvekcija. Duž obalnog dijela, od sjevera prema jugu, smanjuje se izraziti maksimum konvektivne aktivnosti oko 12 CET. Prema jugu (osobito na Južnom Jadranu) početak konvekcije moguć je tijekom cijelog dana. Sličnosti i razlike sinoptičkih situacija u danima kad je uočena konvektivna aktivnost, određene su na temelju analize prizemnih i visinskih sinoptičkih karata. Analize prizemnog polja tlaka zraka je pokazala da su najčešći tipovi vremena u danima s konvekcijom prema tipovi vremena koje je uveo Poje (1965): bezgradijentno polje tlaka zraka (B, oko 23%), središte lokalne ciklone (Nc, oko 18%), prednja strana ciklone (N1, oko 15%), stražnja strana ciklone (N3, oko 12%) i prednja strana doline (Dol1, oko 11%). Analiza visinskih karata polja tlaka zraka pokazala je da su najčešći režimi strujanja u danima s konvektivnom aktivnošću: jugozapadno (SW ; oko 38%), sjeveroistočno (NE ; oko 23%) i sjeverozapadno (NW ; oko 18%) strujanje.

U ovom radu istražuje se jednodimenzionalan model pronosa tvari u stijenama međuzrnske poroznosti. Obrađuju se osnovne zakonitosti i jednadžbe procesa, procesi i uvjeti koji djeluju na pronos i njegovo ponašanje u modeliranom području. Opisuje se modelirano područje međuzrnske poroznosti i međudjelovanja koja se dešavaju u takvim sustavima. Na kraju se obrađuju analitička rješenja pronosa i numerički algoritmi kojima se prikazuje ponašanje pronosa tvari kroz modelirano područje.

Sorte jabuka Gloster, Jonagold, Idared, Melrose i Mutsu s proizvodnog područja sjeverozapadne Hrvatske ubrane su u tehnološkoj zriobi i skladištene u rashladnom prostoru na prosječnoj temperaturi od 2, 0 oC i relativnoj vlazi zraka od 98% do užitne dospjelosti. Plodovi jabuka namijenjeni za sušenje očišćeni su i rezani na kockice veličine 1x1x1 cm. Količina mesa u analiziranim sortama je 63, 37-75, 46 %, količina kožica je 9, 11-12, 85 %, količina sjemene lože je 10, 82-20, 34 % i količina neupotrebljivog dijela je 0, 25-0, 87 %. Pripremljene kockice potapane su u šećerni sirup gustoće 64oBx kroz 24 sata. Sušenje kockica rađeno je u pet ponavljanja na laboratorijskoj sušari RETSCH TG 1, uz temperaturu zraka od 50 oC do 60 oC. Brzina zraka za sušenje iznosila je 2, 0– 3, 5 m/s, a vrijeme sušenja trajalo je 140 minuta. Prosječna količina uzorka za sušenje je 250 grama. Količina vode u svježim kockicama je 85, 11-86, 89 % u kockicama nakon potapanja u šećerni sirup 63, 96-72, 03 % i u suhim kockicama 15, 65-17, 92 %. Prosječne krivulje brzine sušenja modelirane su polinomnom regresijom i dobivene su sljedeće jednadžbe: Sorta Gloster y = 0, 0028x2 – 0, 7420x + 67, 025 uz r = - 0, 9988 ; R2 = 0, 9978 gdje je: y – količina vode (%) ; x – vrijeme sušenja (min) Sorta Jonagold y = 0, 0044x2 – 0, 9620x + 67, 96 uz r = - 0, 9864 ; R2 = 0, 9731 Sorta Idared y = 0, 0042x2 – 0, 8850x + 60, 501 uz r = - 0, 9840 ; R2 = 0, 9684 Sorta Melrose y = 0, 0030x2 – 0, 7864x + 69, 707 uz r = - 0, 9983 ; R2 = 0, 9967 Sorta Mutsu y = 0, 0031x2 – 0, 7348x + 61, 090 uz r = - 0, 9855 ; R2 = 0, 9714 Sorte Jonagold i Idared u postupku sušenja brže otpuštaju vodu. Indeks rehidracije suhih kockica istraživanih sorti je 2, 29-2, 68. Senzoričko ocjenjivanje kakvoće osušenog proizvoda pokazalo je zadovoljavajuće ocjene za okus, miris i konzistenciju kockica kod svih sorata. Kockice sorte Gloster u senzoričkom ocjenjivanju boje nisu postigle zadovoljavajuće vrijednosti.

Na mezoskali postoji cijeli niz uglavnom nelinearnih procesa koji se međusobno natječu za razmjenu energije između velike i male skale. Ponekad je linearizacija tih procesa opravdana, kao u slučaju uzgonskih (težinskih) valova, pa je moguće doći do pripadne solidne teorije i njene praktične primjene u prognozi vremena. No s druge strane, postoje brojni procesi za koje danas ne poznajemo dobra pojednostavljenja, npr. duboka mokra konvekcija, ili razvoj stratificirane turbulencije ; tu je napredak znanosti i spoznaje fragmentiran i otežan. Rossbyjev broj je omjer advektivne i Coriolisove akceleracije, Ro = U/(fL), gdje su U i L karakteristična brzina i horizontalna skala strujanja i f je Coriolisov parametar ; za mezoskalu je Ro između Ro ~ 1 i Ro >> 1. Za razliku od sinoptičke skale, gdje najčešće vrijedi kvazigeostrofička teorija u izvantropskim širinama i Ro << 1, na mezoskali je sila gradijenta tlaka najčešće uravnotežena advektivnom i ponekad konvektivnom akceleracijom, i/ili divergencijom turbulentnih tokova impulsa. Mada Coriolisov doprinos na mezoskali može biti važan, on tamo gotovo nikad nije dominantan. Tako i suptilno, indirektno dolazimo do naziva 'mezo' za skalu koju proučavamo. Nadalje, dinamika strujanja u planetarnom graničnom sloju nije direktna posljedica viskoznosti, već je uvelike određena činjenicom da je atmosfersko strujanje po prirodi turbulentno, dakle podvrgnuto je gotovo kontinuiranoj dinamičkoj nestabilnosti. Skripta se bavi skalama u prostoru i vremenu između malih atmosferskih turbulentnih vrtloga i uzgonsko- inercijalnih valova.