Estruturas porosas arbitrárias, a partir de um ponto de vista matemático geometrias

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Como partículas e fluidos são espalhadas em materiais porosos

Sumo Biomaterials é um centro de excelência em Vinn Chalmers com 35 grupos de pesquisa, sete empresas participantes e do instituto SP Food and Bioscience. O centro é financiado em partes iguais pela Vinnova, a indústria e Chalmers. Os matemáticos Alexei Heintz e Tobias Gebäck participar com um programa de computador para simulação de processos de transporte em diferentes materiais.

Alguns anos atrás, o então diretor de sumô Biomateriais, Magnus Nydén, veio e perguntou se a Divisão de Matemática estava interessado em criar um programa de computador para processos de transporte. Alexei Heintz e Tobias Gebäck visitou indústria pessoas no local para tentar descobrir o que foi que eles queriam. Eles logo descobriram que não é o mesmo idioma foi falado na indústria como na academia. A escala de tempo para quando as coisas estavam queria também foi diferente e os problemas que deveriam ser resolvidos eram muitas vezes muito complicado. Não houve falta de dados, os valores foram bastante a ponto de o poder computacional dos computadores, e levou algum tempo antes que os dados que eram possíveis de usar foram acumulados. Mas agora, há um programa utilizável disponível para todos no centro, incluindo as empresas.

O programa, que foi nomeado Gesualdo simula difusão e flui em estruturas porosas arbitrárias, a partir de um ponto de vista matemático geometrias arbitrárias. Alexei dá um exemplo de uma placa de fármaco, quando é pulverizado com diferentes misturas poliméricas de modo a que a substância se espalhe mais lenta no corpo, em seguida, deseja saber quanto tempo demora o tempo que, dependendo da estrutura da mistura. Os materiais podem ser, por exemplo à base de celulose, polimérico, constituído por espuma ou ser estruturado de partículas de sílica, e é possível simular fluidos, partículas ou partículas em líquidos. O programa utiliza equações Lattice Boltzmann trazidos da teoria cinética. Durante a viagem, os novos problemas matemáticos surgiram e algumas questões físicas não tenham sido conhecido antes, como a forma como alguns processos acontecem em um nível microscópico. Em seguida, foi necessário para criar nova teoria de base na zona de homogeneização teoria.

"Algumas questões estão localizados na fronteira entre a matemática, a física teórica e físico-química, mas são difíceis de obter um controlo sobre de todas as áreas. Os matemática aplicada por vezes precisa de matemática mais abstratas do que o que a própria matemática abstrata precisa, porque você não sabe o que equações você pode aplicar para o problema. Você não pode encontrar a resposta na literatura, mas deve refazer todos os passos para encontrar o que você está interessado em ".

Estatística matemática é também uma parte de sumô Biomateriais. Mats Rudemo tem sido um membro do seu conselho desde o início, e, juntamente com Aila Särkkä e doutorandos que dedicaram-se principalmente à análise de imagem. Trata-se de interpretar dois experimental e imagens tridimensionais com muito barulho neles, e sobre a simulação estruturas tridimensionais. Sumo Biomaterials agora tem 1,5 anos deixou de período de centro de pesquisa de dez anos. A continuação da parte estatística matemática é garantido através de uma subvenção do SSF.

"Há grandes planos também para o nosso programa de computador para continuar a desenvolver, de modo que ele pode simular processos físicos mais complicados com a interação entre as partículas e materiais. Há um novo postdoc chegando em outubro, é realmente maneira muito trabalho para desenvolver estes tipo de coisas em apenas duas pessoas por isso é uma adição bem-vinda. As empresas querem continuar a usar o programa também após Sumo Biomaterials chegou ao fim, mas o financiamento ainda não está resolvido. É preciso mais tempo quando se trabalha em conjunto com a indústria em comparação com quando pesquisar por si mesmo e é um caminho mais longo antes de chegar a resultados, mas você também terá muito incentivo, a situação social é totalmente diferente, assim tem sido ao mesmo tempo desafiador e divertido trabalhar com isso ", Alexei conclui.

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