Forelæsninger samt projektarbejde med konsultation.
Kursets varighed:
13-uger
Evalueringsform:
Hjælpemidler:
Bedømmelsesform:
Tidligere kursus:
28414, 36414, 36214, C3618
Pointspærring:
Faglige forudsætninger:
Overordnede kursusmål:
At give deltagerne en forståelse af egenskaberne af fluider med mikrostruktur, herunder specielt makromolekylære opløsninger, polymersmelter og partikelsuspensioner. Kurset vil desuden sætte deltagerne i stand til at karakterisere komplekse fluider samt forstå strømning af disse.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
udtrykke vektorer og tensorer på komponentform i relevante orthogonale koordinatsystemer samt forklare principperne ved anvendelse i ikke-orthogonale koordinatsystemer.
analysere simple strømningsproblemer ved anvendelse af den generaliserede newtonske fluid-model.
anvende smøringsantagelsen til geometrisk simplifikation af 2D og 3D strømningsproblemer og forklare forudsætningerne herfor.
forklare betydningen af homogene flydefelter, såsom forskydning og forlængelse, ved måling af spændingskomponenter og forklare spændingstensorens form i disse flydefelter.
forklare analysen og de nødvendige antagelser, som bruges i de sædvanlige målegeometrier: Kegle/plade, plade/plade, kapillar og forlængelse (énakset og biaksial).
forklare principperne bag den lineært viskoelastiske fluid, herunder forklare gyldighedsområdet.
analysere måledata med henblik på at bestemme et diskret spektrum af relaksationstider for polymere fluider.
anvende tid-temperatur superpositionsprincippet til analyse af måledata for polymere fluider.
forklare teorien bag simple reologiske modeller for suspensioner og emulsioner.
forklare teorien bag ikke-lineære modeller for viskoelasticitet: Differential- og integralkonstitutive ligninger samt mikromekaniske modeller.
forklare teorien bag optisk dobbeltbrydning og anvendelsen som målemetode for reologiske og strukturelle parametre.
anvende forskellige numeriske metoder til beregning af strømning af ikke-newtonske fluider.
Kursusindhold:
Kurset vil indeholde følgende emner: 1. Indledende fluid mekanik. Balanceligninger for ikke-newtonske fluider. Løsning af isoterme og ikke-isoterme strømningsproblemer. 2. Reologi af ikke-newtonske fluider. Målegeometri og materialefunktioner. 3. Simple og avancerede materialemodeller for polymere opløsninger og smelter: Den generaliserede newtonske fluid, lineær viskoelasticitet, ikke-lineær viskoelasticitet. Simple modeller for suspensioner og emulsioner. 4. Løsning af strømningsproblemer: Typiske problemstillinger kunne være: Reometri, ekstrudering, dannelse af fibre og film. 5. Fortolkning og analyse af eksperimentelle data. Klassiske metoder: Stationær og oscillatorisk forskydning (DMA). Nye metoder: Transient forlængelse. 6. Introduktion til optisk dobbeltbrydning (birefringence).
Litteratur:
Bird, Armstrong & Hassager, "Dynamics of Polymeric Liquids. Vol. 1. Fluid Mechanics", 2nd. edition, Wiley, 1987. Alternativt Faith A. Morrison, "Understanding Rheology", Oxford University Press, 2001.
Desuden fotokopier fra udvalgte bøger og artikler.
Bemærkninger:
De to projektopgaver er ens for alle deltagere mens det afsluttende projekt kan tilpasses den enkeltes særlige interesser.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk/kursustilmelding.aspx
