20.500.12556/RUL-161684 Dinamika ionov, električni potencial in aktivnost v nematskih tekočinah Ion dynamics, electric potential and activity in nematic fliuds V magistrskem delu z numeričnimi simulacijami in teoretično analizo raziščem vpliv fleksoelektričnosti in ionov v aktivnem nematskem tekočem kristalu. Najprej s primerjavo analitičnih in numeričnih izračunov v izotropni tekočini z ioni v eni in dveh dimenzijah pokažem razliko med režimoma predpisanega potenciala in predpisanega naboja. Osredotočim se na sistem konstantnega števila ionov, kar omeji izbiro robnih pogojev. V aktivnem nematiku s fleksoelektričnostjo raziščem dinamiko v sferični kapljici pri različnih vrednostih fleksoelektrične konstante in aktivnosti. Opazim nabor dinamičnih režimov, ki jih opišem in karakteriziram, med njimi je tudi aktivna turbulenca. Nadaljujem z raziskovanjem dinamike aktivnega nematika z ioni v različnih dinamičnih režimih, pri čemer opazujem tudi električni tok v celici. Opazim, da ioni večinoma sledijo dinamiki direktorskega polja in materialnega toka ter nanjo ne vplivajo. Spremembo opazim le pri režimu aktivne turbulence, katerega stabilnost ioni povečajo na račun bolj statičnih režimov. Časovno povprečeni električni tok v celici je v vseh režimih zanemarljiv. Nazadnje preverim še delovanje numeričnih simulacij pri različnih Gibbsovih prenosnih energijah in pokažem, da vplivajo na gostoto ionov v jedrih defektov. Opisano magistrsko delo je usmerjeno k razumevanju različnih elektrostatskih efektov, vključno z ioni, na dinamiko pasivnih in aktivnih kompleksnih nematskih tekočin. In my master's thesis, I explore the influence of flexoelectricity and ions in active nematic liquid crystals through numerical simulations and theoretical analysis. First, by comparing analytical and numerical calculations in an isotropic liquid with ions in one and two dimensions, I demonstrate the difference between the constant potential and constant charge regimes. I focus on a system with a constant number of ions, which limits the choice of boundary conditions. In active nematics with flexoelectricity, I investigate the dynamics in a spherical droplet at various values of the flexoelectric constant and activity. I observe a range of dynamic regimes, which I describe and characterize, including active turbulence. I continue by studying the dynamics of active nematics with ions in different dynamic regimes, where I also observe the electric current in the system. I notice that the ions mostly follow the dynamics of director field and material flow without influencing it. I only observe a change in regime of active turbulence, where the ions enhance its stability at the expense of making static regimes less stable. The time-averaged electric current in the system is negligible in all regimes. Finally, I test the performance of numerical simulations at different Gibbs transfer energies and show that they affect the ion density in defect cores. The described master's thesis is aimed at understanding various electrostatic effects, including ions, on the dynamics of passive and active complex nematic liquids. Aktivni nematik ioni električni potencial fleksoelektričnost Active nematics ions electric potential flexoelectricity true false false Slovenski jezik Angleški jezik Magistrsko delo/naloga 2024-09-13 08:15:09 2024-09-13 08:15:18 2024-09-15 03:32:14 0000-00-00 00:00:00 2024 0 0 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 143168 207508739 13944.pdf 13944.pdf 1 7D762794AC18628DDF10DBDA1BF5C6AF 1405722d261caf7fc0fc7b206b53378b0af864d19ef98060ebd56759c59d67d4 7d04cb06-7197-11ef-b232-0050569b8976 https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&id=190659 Fakulteta za matematiko in fiziko 0 0 0