Opis projektu
Kiedy i jak to się dzieje, że ciecze plastyczne zaczynają płynąć?
Koloidy, mikrożele, emulsje, pianki, pasty i szlam – wszystkie te układy mają ze sobą coś wspólnego i wszystkie należą do interesującej klasy materiałów zwanych cieczami plastycznymi. Ciecze te zaczynają płynąć dopiero gdy podda się je obciążeniu przekraczającemu określoną wartość krytyczną. W przeciwnym razie pozostają w stanie zbliżonym do stałego. Te złożone cechy przepływu są trudne do przewidzenia nie tylko ze względu na samą naturę tych materiałów, ale także dlatego, że zależą od materiałów przepływających w ich sąsiedztwie. Choć ciecze plastyczne wykorzystuje się w wielu branżach, w tym spożywczej, farmaceutycznej, budowlanej, wydobycia ropy naftowej, a także przy produkcji środków smarnych i powłok, wciąż niewiele wiemy na temat ich zachowania, a co więcej – nie potrafimy go przewidywać ani też racjonalnie projektować pod kątem konkretnych zastosowań. Twórcy finansowanego ze środków UE projektu RheoYield obrali podejście wieloskalowe, w ramach którego korzystają z narzędzi teoretycznych i obliczeniowych, które pomogą im w lepszym zrozumieniu, jak budowa cieczy plastycznych w skali mikro przekłada się na ich zachowanie w skali makro.
Cel
Yield stress fluids defy our conventional notions of liquid and solid, keeping their shape as soft solids at low loads, yet yielding and flowing like liquids at larger loads. They can then suffer arbitrarily large deformations in this liquid state, but will recover a solid state if the load is removed. Their internal microstructure and macroscopic shape are thus determined directly by the processing history they experience. Such materials are all around us: in colloids, microgels, emulsions, foams, pastes, slurries, and their biological counterparts. They find widespread applications in foods, pharmaceuticals, construction, oil extraction, lubricants, coatings, etc. Despite this importance to so many engineering processes, we still do not understand how their remarkable macroscopic rheological (deformation and flow) properties emerge out of the collective dynamics of their constituent microscopic substructures: colloid particles, microgel beads, emulsion droplets, etc. Addressing key questions emerging from recent experiments, RheoYield aims to build new theories to inform and potentially transform our understanding of the rheology of yield stress fluids. Within a multiscale approach, the project will capitalise on rapid recent progress in understanding how microscopic rearrangement events cooperate to give macroscopic flow. Using theoretical and computational tools that I have recently developed, and new ones that will be developed here, RheoYield aims to: 1. Identify the microscopic changes that take place in a soft solid as it slowly yields into a fluidised state. 2. Understand the profound influence of boundary physics on bulk yielding. 3. Develop the first microscopically founded continuum constitutive model that captures all the key features of yield stress rheology. 4. Establish a microscopically founded computational fluid dynamics of yield stress fluids. 5. Develop basic new science underpinning strategies for the optimised control of yield stress rheology.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
DH1 3LE Durham
Zjednoczone Królestwo