Στοιχεία Μαθήματος
Λεπτομέρειες Μαθήματος
1. Κατανόηση των θεμελιωδών εννοιών: ιξωδοελαστικότητα, πρότυπες ροές, συναρτήσεις υλικού, μοντελοποίηση
2. Εμβάθυνση στις έννοιες και στις τεχνικές που σχετίζονται με τον ρεολογικό και μηχανικό χαρακτηρισμό των πολυμερικών υλικών
3. Εμβάθυνση στη μαθηματική μοντελοποίηση της ρεολογικής απόκρισης: εμπειρικά καταστατικά μοντέλα (Maxwell, Oldroyd-B, Giesekus, PTT).
4. Μοριακά ρεολογικά μοντέλα: Θεωρίες Rouse, Ζimm, και ερπυσμού.
Γνώση των αρχών που διέπουν την επεξεργασιμότητα των πολυμερικών υλικών, υλικών με μεγάλη παρουσία στον καθημερινό βίο και με μεγάλες τεχνολογικές δυνατότητες και εφαρμογές.
1. Βασικές αρχές φαινομένων μεταφοράς
2. Διαφορικός λογισμός
Περιεχόμενα (Ύλη) Μαθήματος
- Διανυσματικός λογισμός (επανάληψη)
- Νευτώνεια συμπεριφορά
- Γενικευμένη Νευτώνεια συμπεριφορά
- Μη Νευτώνεια συμπεριφορά (επίδειξη μέσω πειραμάτων)
- Εισαγωγή στην ιξωδοελαστικότητα των πολυμερικών υγρών
- Συναρτήσεις υλικού:
- διατμητικό και εκτατικό ιξώδες
- συντελεστές καθέτων τάσεων Ψ1 και Ψ2
- μέτρα αποθήκευσης και απωλειών G’ και G’’
- μέτρο επανάταξης Je0, κλπ.
- Τα πρώτα (φαινομενολογικά) ιξωδοελαστικά μοντέλα
- Μοντέλα Maxwell και Voigt
- Γενικευμένο γραμμικό ιξωδοελαστικό μοντέλο
- Εφαρμογές του γραμμικού ιξωδοελαστικού μοντέλου στα ακόλουθα ρεολογικά πειράματα:
- shear flow (steady-state shear, stress relaxation, stress growth, constrained recoil)
- small amplitude oscillatory shear
- creep
- υπολογισμός των αντίστοιχων συναρτήσεων υλικού
- Fitting ρεολογικών δεδομένων
- φάσμα χρόνων χαλάρωσης
- αρχή υπέρθεσης χρόνου-θερμοκρασίας
- Άλλα ιξωδοελαστικά μοντέλα (βασισμένα σε θεωρίες συνεχούς μέσου):
- Oldroyd-B
- Giesekus
- Phan-Thien/Tanner
- Σύγκριση των διαφόρων ιξωδοελαστικών μοντέλων
- Μοριακές θεωρίες
- θεωρία Rouse
- μοντέλο τύπου dumbbell
- θεωρία ερπυσμού
- μοντέλα δικτύου (network models)
1. R.G. Larson, Constitutive Equations for Polymers Melts and Solutions (Butterworths Series in Chemical Engineering, 1988).
2. R.B. Bird, R.C. Armstrong, and O. Hassager, Dynamics of Polymeric Liquids; Vol. 1, Fluid Mechanics, 2nd Ed. (John Wiley & Sons, New York, 1987).
3. R.B. Bird, C. F. Curtiss, R.C. Armstrong, and O. Hassager, Dynamics of Polymeric Liquids; Vol. 2, Kinetic Theory, 2nd Ed. (John Wiley & Sons, New York, 1987).
1. Παραδόσεις στον πίνακα
2. Επίλυση πολλών ασκήσεων στον πίνακα για καλύτερη εμπέδωση της ύλης
3. Επίλυση ασκήσεων που έχουν δοθεί σε προηγούμενα διαγωνίσματα ως μέθοδο προετοιμασίας για το τελικό διαγώνισμα
1. Σειρές ασκήσεων (προαιρετικά)
2. Τελική γραπτή εξέταση