ChemEng.Upatras Seminars 2022 - Maria Vlachomitrou (University of Thessaly)

Abstract

Δυναμική αλληλεπίδραση ελαστικής μικροφυσαλίδας τύπου contrast agent με στερεό τοίχωμα ή αγωγό

Η δυναμική συμπεριφορά ελαστικών μικροφυσαλίδων τύπου contrast agent έχει ιδιαίτερη σημασία σε σύγχρονες εφαρμογές της εμβιομηχανικής που χρησιμοποιούν υπερήχους, με τις πιο σημαντικές να είναι η απεικόνιση ζωτικών οργάνων και η στοχευόμενη χορήγηση φαρμάκων. Στη συγκεκριμένη μελέτη, εξετάζεται αριθμητικά η δυναμική συμπεριφορά τους όταν αλληλεπιδρούν με στερεό τοίχωμα υπό την εφαρμογή ακουστικών διαταραχών ή κατά τον περιορισμό τους μέσα σε αγωγό. Το περίβλημα της φυσαλίδας περιγράφεται ως ιξωδοελεαστικό κέλυφος με αντίσταση στην κάμψη. Για την περίπτωση αλληλεπίδρασης με στερεό τοίχωμα μελετάται η μεταφορική κίνησή τους και αναλύεται ο μηχανισμός και οι συνθήκες που οδηγούν στην παγίδευσή τους κοντά στο τοίχωμα. Επιπλέον, αναγνωρίζεται ο μηχανισμός που οδηγεί στη μη αναμενόμενη συμπεριφορά τύπου ‘μόνο συμπίεση’ (compression only) που καταγράφεται σε πειράματα με μικροφυσαλίδες λιπιδίων. Παράλληλα, εξετάζεται η πιθανότητα ανάπτυξης σταθερής ροής μικροκυκλοφορίας (steady microstreaming flow). Για την περίπτωση περιορισμού τους μέσα σε αγωγό μελετάται η επίδραση που έχει στη συχνότητα συντονισμού ο βαθμός περιορισμού τους. Επιπλέον μελετάται η μεταφορική τους κίνηση υπό την επίδραση σταθερής πτώσης πίεσης και για χαμηλούς αριθμούς Re καταγράφονται λύσεις τύπου Bretherton. Τέλος, εξετάζεται η κίνησή τους κατά την ταυτόχρονη επιβολή ακουστικής διαταραχής και διερευνάται η επίδραση των ενδομοριακών δυνάμεων που αναπτύσσονται μεταξύ μικροφυσαλίδας και τοιχώματος.

Μη μόνιμη ροή υγρού μετάλλου σε πόρο παρουσία μαγνητικού πεδίου και θερμικού φορτίου

Για την προστασία των τοιχωμάτων των αντιδραστήρων σύντηξης υγρά μέταλλα τροφοδοτούνται στην επιφάνειά τους μέσω ενός τριχοειδούς πορώδους συστήματος. Ωστόσο, μπορεί να προκύψουν λειτουργικά ζητήματα όπως η εκτόξευση σταγόνων και η μόλυνση του πλάσματος. Στη συγκεκριμένη μελέτη, εξετάζεται αριθμητικά η ροή υγρού μετάλλου μέσα σε έναν μόνο πόρο παρουσία μαγνητικού πεδίου όταν η διεπιφάνεια δέχεται εξωτερικά θερμικό και ηλεκτρικό φορτίο. Απουσία θερμικού φορτίου, υπάρχει ένας κρίσιμος μαγνητικός αριθμός (Bond_m = 4.5) κάτω από τον οποίο η ροή καταλήγει σε μόνιμη κατάσταση. Πάνω από αυτό το όριο η διεπιφάνεια εκτελεί ταλαντώσεις σταθερού πλάτους και για Bond_m≥5.8 αναπτύσσεται αστάθεια η οποία οδηγεί σε πιθανό σχηματισμό σταγόνας. Παρουσία θερμικού φορτίου η διεπιφάνεια σταθεροποιείται καθώς η εξάτμιση καταστέλλει τη δημιουργία σταγόνας. Συγκρίνονται διαφορετικά μέταλλα και διαπιστώνεται ότι, απουσία θερμικού φορτίου ή για θερμικά φορτία που δεν προκαλούν βρασμό, ο κασσίτερος (Sn) μπορεί να αντέξει υψηλότερα ηλεκτρικά ρεύματα σε σχέση με το λίθιο (Li). Αντίθετα, μόλις ξεκινήσει ο βρασμός, η διεπιφάνεια του Sn κινείται πιο βίαια και γίνεται πιο ασταθής σε σχέση μ’ αυτή του Li.

Speakers Short CV

Η Βλαχομήτρου Μαρία αποφοίτησε το 2001 από  το τμήμα Χημικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και το 2008 ολοκλήρωσε τη διδακτορική της διατριβή στο τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας με γνωστικό αντικείμενο την Υπολογιστική Ρευστοδυναμική.  Απο το 2012 απασχολείται ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας και στο διάστημα αυτό έχει διδάξει μαθήματα όπως ‘Υπολογιστικές Μέθοδοι στην Ενεργειακή Περιοχή’, ‘Υπολογιστική Ρευστοδυναμική με Πεπερασμένα Στοιχεία’ και ‘Φυσικές Διεργασίες’.

Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα επικεντρώνονται κυρίως στην ευστάθεια οριακού στρώματος και τις διφασικές ροές, τη δυναμική συμπεριφορά ελαστικών μικροφυσαλίδων (contrast agents) κατά την αλληλεπίδρασή τους με στερεές ή ελαστικές επιφάνειες, τη μελέτη δυναμικών ροών στο πεδίο της μαγνητοϋδροδυναμικής και την ανάπτυξη και βελτιστοποίηση αριθμητικών μεθοδολογιών και μεθόδων κατασκευής πλέγματος για ροές με διεπιφάνειες.