Francesco MARRA | Progetti

VIRTUALIZZAZIONE DI PROCESSO E ANALISI DEI FENOMENI DI TRASPORTO

Il programma di ricerca prevede i seguenti step: 1) studio del trasferimento di energia in substrati coinvolti in processi elettroassistiti, in assenza e in presenza di campi sonori; 2) studio di trasferimento di quantità di moto in dispositivi di microfluidica, in assenza e in presenza di campi sonori.La prima fase della ricerca sarà dedicata ad uno studio approfondito della modellazione matematica del riscaldamento mediante processi di riscaldamento elettroassistiti (fase 1.1) e alla definizione delle equazioni di trasporto che descrivono i processi in esame, con particolare attenzione alle quantità di calore prodotte dal campo elettromagnetico, in presenza e in assenza di campi sonori; in particolare sarà valutata la loro importanza in relazione al tipo di substrato considerato (solido, liquido), alla geometria del campione (parallelepipedo, cilindro o sfera) e quindi al tipo di processo da caratterizzare, oltre che in relazione alla potenza totale emessa dal sistema adoperato (fase 1.2).La seconda fase sarà dedicata alla realizzazione di un simulatore di microfluidica, in assenza e in presenza di campi sonori (fase 2.1). Il problema oggetto dello studio presenta diverse criticità, anche dal punto di vista della descrizione matematica e della soluzione dei sistemi di equazioni che ne derivano. In tali processi, infatti, le equazioni che descrivono i fenomeni di trasporto riguardano la conservazione della massa e della quantità di moto. La formazione delle gocce ottenibili da un dispositivo di microfluidica è funzione di un disturbo (di forma sinusoidale) la cui lunghezza d’onda cresce esponenzialmente: il getto liquido si romperà quando la lunghezza d’onda del disturbo sarà maggiore della circonferenza del getto e i numeri di Reynolds e Weber descrivono la transizione del getto verso la rottura. Per tale motivo, la presenza omeno di un campo sonoro puàò modificare e performances di un tale dispositivo. Particolare attenzione, dunque, sarà posta all'analisi ottenuta variando le condizioni di flusso, la viscosità relativa delle due fasi e la tensione interfacciale, in presenza e in assenza di campi sonori.