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Flow-induced morphology modifications in porous multiscale systems

Descrizione del progetto

Modellizzazione delle modifiche morfologiche indotte dal flusso in sistemi porosi multiscala

In molti sistemi ambientali e industriali che coinvolgono fluidi in mezzi porosi, le condizioni di flusso locali modificano la struttura porosa. Allo stesso modo, il flusso è controllato dalla geometria della matrice porosa. Questo è il caso della neve: quando i cristalli di ghiaccio si sciolgono, l’acqua si infiltra nello spazio interstiziale, sciogliendo i cristalli vicini o ricongelando intorno ad essi. La previsione della dinamica di questi sistemi rappresenta una sfida a causa dell’accoppiamento multidirezionale, della natura multiscala e dei meccanismi di feedback. Il progetto MORPHOS, finanziato dal CER, intende sviluppare un quadro di modellazione multiscala per prevedere le modifiche morfologiche su larga scala e a lungo termine indotte dal flusso nei sistemi porosi. Simulazioni ad alta risoluzione ed esperimenti di laboratorio controllati saranno utilizzati per sviluppare modelli semplici e affidabili per progettare, prevedere e controllare questi flussi.

Obiettivo

Fluid flows through porous media with morphology modifications are ubiquitous across nature and industry, from the melting and refreezing of snow to the migration of carbon dioxide in underground aquifers, from phase-change materials in energy storage systems to the formation of sea ice. A key property of media experiencing morphology variations is that the modifications of the pore structure relate to the local flow conditions, which in turn are affected by the geometry of the porous matrix. Despite their importance and pervasiveness, measuring and modelling flow transport and medium evolution in these systems remains challenging, due to the multiway coupling, multiscale nature and feedback mechanisms. The objective of this project is to shed new light on the evolution of porous multiscale systems characterised by flow-induced morphology modifications. Three classes of media with increasing levels of complexity (porous media with phase-change, reactive media and reactive media with phase-change) will be investigated in well-defined and controlled flow configurations. To tackle these problems, we will employ in a complementary manner a combination of numerical simulations, laboratory experiments and theoretical modelling. We will use these findings in a multiscale modelling framework where the large-scale and long-term flow behaviour is predicted by simple models that are fed with the results of high-resolution numerical and laboratory experiments. This project aims at a true scientific breakthrough: we want to gain a quantitative understanding of flow transport and medium evolution in porous media with morphology modifications, unraveling a number of physical mechanisms that will allow the prediction and control of these complex systems.

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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Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC -

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITAET WIEN
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 791,00
Indirizzo
KARLSPLATZ 13
1040 Wien
Austria

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Regione
Ostösterreich Wien Wien
Tipo di attività
Istituti di istruzione secondaria o superiore
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 791,00

Beneficiari (1)