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).
Litteraturhenvisninger:
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
