Instytutowe Seminarium Mechaniki im. W. Olszaka i A. Sawczuka

 kolor czcionki + kolor tła  = plan do 7 dni.

2019-06-17 11:00, Sala: Aula im. Wacława Olszaka, piętro II
Dr inż. Paweł Madejski
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska

Modelowanie zjawisk przepływowych i cieplnych w materiałach porowatych z uwzględnieniem szczegółowego odwzorowania analizowanego obszaru przestrzeni porowej

Jednym z aktualnych wyzwań w przemyśle naftowym jest określenie porowatości efektywnej i przepuszczalności absolutnej w skałach charakteryzujących się niską porowatością. Czynniki te mają ogromny wpływ na efektywność wykorzystania niekonwencjonalnych zasobów ropy i gazu dla zastosowań w energetyce zawodowej.

W referacie przedstawione zostaną wyniki analizy przepływowej i cieplnej materiałów charakteryzujących się niską porowatością i niewielkimi wymiarami. Przepuszczalność skał, a także charakterystyka przepływu i całkowity strumień płynu zależy od podstawowych właściwości cieczy i materiału. Równania używane do opisu zjawisk transportu w materiałach porowatych i podejściu stosowanym w analizie zjawiska przepływu płynu mogą się różnić i zależą m.in. od liczby Knudsena, czy liczby Reynoldsa. W przypadku materiałów o niskiej porowatości konieczne jest uwzględnianie zjawiska poślizgu występującego na ściankach kanałów ciała stałego i mające wpływ na końcową wartość strumienia przepływającego płynu. Modelowanie wymiany ciepła ma zasadnicze znaczenie dla oceny potencjału geotermalnego, właściwości termicznych w zbiornikach wody i węglowodorów, rozkładu temperatury w glebie stosowanej w podziemnych sieciach kablowych. Przedstawione wyniki analizy cieplnej pozwalają na ocenę i wyznaczenie efektywnej przewodności cieplnej w próbce skalnej.

Przeprowadzenie wyżej wymienionych analiz wymaga jednak wykorzystania szczegółowego modelu geometrycznego analizowanej próbki. Przygotowanie trójwymiarowych modeli geometrycznych próbek materiałów porowatych, na podstawie danych wejściowych pochodzących z badań laboratoryjnych, możliwe jest dzięki zastosowaniu specjalnego oprogramowania (poROSE). Opracowane narzędzie pozwala na generowanie i modyfikowanie trójwymiarowego modelu geometrycznego próbki o złożonym kształcie, a także na realizacje analiz i oceny parametrów modeli geometrycznych. Wygenerowana próbka materiału porowatego może być wykorzystana, jako dane wejściowe do modelowania zjawisk przepływowych i cieplnych, zarówno w płynie, jak i domenie ciała stałego.

2019-06-17 14:00, Sala: Aula im. Wacława Olszaka, piętro II
Daniel García González, PhD
Department of Continuum Mechanics and Structural Analysis, University Carlos III of Madrid, Spain

Stimuli-responsive materials: a focus on magneto-mechanics

Soft materials that can deform under external stimuli offer great opportunities for the development of new structural applications such as sensor-actuator systems, soft robots or biomedical devices. Among these materials, soft polymers filled with magnetic particles are experiencing an increasing interest from the scientific community. Apart from magnetorheological elastomers and ferrogels, a new magneto-sensitive material type has been developed recently. These so-called hard-magnetic materials allow for shape-programmability by the addition of magnetically-hard particles within a polymeric matrix. In this regard, constitutive and computational frameworks describing the magneto-mechanics of such materials are needed to provide new avenues in the development of novel applications based on hard-magnetic soft polymers. To this end, this work focuses on the mathematical modelling of the magneto-mechanics of hard-magnetic soft materials and their implementation in finite element (FE) frameworks. The proposed continuum model is formulated for large deformations and within a thermodynamically consistent framework. In addition, the model incorporates viscous contributions to account for relaxation and dissipation effects in the deformation process of these materials when subjected to external magnetic fields and/or mechanical loading. To illustrate the theory, the magneto-mechanical model is implemented within an implicit static FE framework and three numerical examples are provided to explore potential applications as well as to evaluate the influence of the external magnetic field application on the viscoelastic response of the material. Finally, the framework is implemented in an implicit dynamic FE framework to evaluate the role of inertial terms on the dynamic response of these materials.

2019-06-03 11:00, Sala: Aula im. Wacława Olszaka, piętro II
prof. François Feuillebois
Self-employed, Research and Development ()

Removal of particles from a rough wall by a air shear flow

Removing particles from a wall with a laminar shear flow of air looks a priori difficult: (i) because of the high adhesion force between small particles and a wall; (ii) and since the lift force, that is proportional to the air density and to the ambient velocity, is quite small close to the wall. It is shown how a particle on a rough wall may nevertheless be entrained by: (i) rolling on the wall; (ii) climbing on a peak of roughness; (ii) be slowly lifted away from the wall in a region where the ambient velocity is higher. The model of the first steps of the sequence takes into account the adhesion force between a particle and a rough wall that is estimated from AFM measurements.



Archiwum