izpis_h1_title_alt

Interakcija kavitacijskega mehurčka z deformabilnimi strukturami na mikronskem merilu
ID Zevnik, Jure (Avtor), ID Dular, Matevž (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Stopar, David (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (14,60 MB)
MD5: 8DD38C976E5A184EA40CD1B64F14544E

Izvleček
Številne raziskave kažejo, da se lahko proces kavitacije uspešno uporabi v postopkih čiščenja vode in za uničenje bakterij. Vendar se večina relevantnih študij izvaja na makro merilu, zato je razumevanje procesov na temeljni ravni še vedno slabo. Z namenom nadaljnje razjasnitve procesa čiščenja vode s pomočjo kavitacije na nivoju posameznih mehurčkov, dana disertacija numerično obravnava interakcijo med kolapsirajočim mikromehurčkom in bližnjo strukturo, ki je mehansko in strukturno podobna bakterijski celici. Uporabljena je metodologija interakcije fluid-struktura, kjer je upoštevan stisljiv večfazni tok, bakterijska celična stena pa je modelirana kot večplastna lupinasta konstrukcija. Raziskan je vpliv dveh neodvisnih brezdimenzijskih geometrijskih parametrov, in sicer razdalje ? med mehurčkom in celico ter njuno razmerje velikosti ?. Rezultati kažejo, da lahko lokalne napetosti, ki jih vzbudi kolaps mehurčka, presežejo prag poracije celičnih membran in liposomov, ter da je poškodbo bakterijskih celic mogoče razložiti zgolj z mehanskimi učinki, v odsotnosti termičnih in kemičnih mehanizmov. Mikroobtekanje je opredeljeno kot primarni mehanski mehanizem poškodbe bakterijskih celic, ki je lahko v določenih primerih okrepljen ob pojavu udarnih valov med kolapsom mehurčka.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:dinamika mehurčkov, interakcija fluid-struktura, računska dinamika tekočin in trdnin
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Kraj izida:Ljubljana
Založnik:[J. Zevnik]
Leto izida:2022
Št. strani:XXVI, 142 str.
PID:20.500.12556/RUL-143243 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:532.528:519.612(043.3)
COBISS.SI-ID:136130563 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:09.12.2022
Število ogledov:428
Število prenosov:99
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Cavitation Bubble Interaction with Deformable Structures on a Micron Level
Izvleček:
Numerous studies have already shown that the process of cavitation can be successfully used for water treatment and eradication of bacteria. However, most of the relevant studies are being conducted on a macro scale, so the understanding of the processes at a fundamental level remains poor. In attempt to further elucidate the process of cavitation-assisted water treatment on a scale of a single bubble, the present thesis numerically addresses interaction between a collapsing microbubble and a nearby structure, that mechanically and structurally resembles a bacterial cell. A fluid-structure interaction methodology is employed, where compressible multiphase flow is considered and the bacterial cell wall is modeled as a multi-layered shell structure. The contribution of two independent dimensionless geometric parameters is investigated, namely the bubble-cell distance δ and their size ratio ϛ. The results show that local stresses arising from bubble-induced loads can exceed poration thresholds of cell membranes and liposomes, and that bacterial cell damage could be explained solely by mechanical effects in absence of thermal and chemical ones. Microstreaming is identified as the primary mechanical mechanism of bacterial cell damage, which in certain cases may be enhanced by the occurrence of shock waves during bubble collapse.

Ključne besede:Bubble Dynamics, Fluid-Structure Interaction, Computational Fluid and Solid Dynamics

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj