Descrizione del progetto
FLOWSCOPY: far progredire lo studio della dinamica dei fluidi nei mezzi porosi con la micro-velocimetria a raggi X 3D
La fluidodinamica nei materiali porosi pone sfide significative a causa delle complesse interazioni microscopiche, che i modelli tradizionali faticano a cogliere. Ostacolata dall’opacità ottica dei materiali, la comprensione di queste dinamiche, cruciali in processi come il flusso delle acque sotterranee e il funzionamento delle celle a combustibile, è stata limitata. FLOWSCOPY, finanziato dall’UE, introduce un’innovativa tecnica di micro-velocimetria a raggi X in 3D, per migliorare la comprensione della dinamica dei fluidi in ambienti porosi. Questo metodo segue le particelle traccianti per l’osservazione dettagliata del movimento dei fluidi su microscala all’interno di materiali opachi, segnando un salto di qualità nella velocità e nel dettaglio dell’imaging, da scale nanometriche a centimetriche. Le sue applicazioni principali comprendono l’esame delle interazioni dei fluidi nelle formazioni geologiche e lo studio dei fluidi viscoelastici per la bonifica ambientale. FLOWSCOPY promette un potenziale ad ampio raggio in campi che vanno dalla geologia e dalle scienze ambientali all’imaging medico e all’edilizia.
Obiettivo
Models of fluid flows in porous materials commonly fall short because they fail to capture the effects of the puzzling underlying microscopic dynamics. These flows are very common: examples range from groundwater flow and H2 storage in underground rocks to water discharge in fuel cells. The fluctuating, microscopic dynamics are poorly understood because they have so far been inaccessible in the 3D labyrinths formed by pore geometries, hampered by the optical opacity of the materials. In FLOWSCOPY, I will cause a paradigm shift by resolving this inaccessibility, enabling the measurement of unsteady 3D flows inside opaque porous materials. First, I will enable the inspection of flow fields in all their m-scale complexity by creating a method that tracks tracer particles flowing through the pores with 3D X-ray imaging. To achieve the required millisecond imaging times - up to 3 orders of magnitude faster than my state-of-the-art preliminary results the new approach will retrieve tracer locations in each of the many radiographs that conventionally make up a single tomographic time frame. Then, I will untangle the upscaling problem, building the first method that can measure flow maps averaged on a sliding scale from nano- to centimetres. Finally, I will apply the methods transformative capabilities to two pertinent problems in arguably some of the most complex porous media: geological materials. First, I will investigate how two fluids, such as water and H2, displace each other in porous rocks, lifting the veil on capillary fluctuations that deviate from current models. Second, I will unriddle flows of viscoelastic fluids, such as those to clean up polluted sediments, which exhibit a poorly understood transition from steady to chaotic dynamics. Beyond this, the new techniques will be applicable to a wide range of natural and engineered microstructures, from arteries to building materials.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG
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9000 Gent
Belgio