FRINK Linked Data Fragments server

Matches in SemOpenAlex for { <https://semopenalex.org/work/W2612774706> ?p ?o ?g. }

• W2612774706 abstract "Η συνεισφορά της παρούσας διδακτορικής διατριβής στην υπάρχουσα επιστημονική γνώση είναι η ανάπτυξη μίας νέας μεθοδολογίας, συνεχούς μέσου, για τη μοντελοποίηση φαινομένων διαβροχής σε σύνθετες (τραχιές ή χημικά ετερογενείς) στερεές επιφάνειες, βασιζόμενη στη θεώρηση της διεπιφάνειας μηδενικού πάχους (sharp-interface). Αυτή η προσέγγιση είναι εξαιρετικά σημαντική για τον σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση της τραχύτητας στερεών επιφανειών με επιθυμητή και πλήρως ελεγχόμενη διαβρεκτικότητα. Αντίστοιχες μικρο- και νανο-δομημένες επιφάνειες συναντώνται σε πολλά φυσικά συστήματα, προσδίδοντας τους αξιοζήλευτες διαβρεκτικές ιδιότητες. Τέτοια παραδείγματα είναι το φύλλο του λωτού (Nelumbo nucifera) που έχει τη δυνατότητα αυτοκαθαρισμού με το νερό της βροχής, το σκαθάρι της ερήμου (Stenocara gracilipes) που συλλέγει πόσιμο νερό αξιοποιώντας την πρωινή ομίχλη και το φτερό της πεταλούδας Morpho aega, το οποίο καλύπτεται με κεκλιμένες, ασύμμετρες, μικρο-δομές που ευνοούν την αποβολή της υγρασίας και συνεπώς ενισχύουν την πτητική της ικανότητα. Ο σχεδιασμός τεχνητών μικρο- και νανο-δομημένων επιφανειών, με πρότυπο τις φυσικές μορφολογίες, είναι πολύ σημαντικός σε επίπεδο τεχνολογικών εφαρμογών όπως, μεταξύ άλλων, για τη μείωση της αντίστασης τριβής του νερού στο κύτος πλοίων, για τη διαχείριση υγρών σε μικρο-συσκευές αναλύσεων (lab-on-a-chip) και για τη συλλογή πόσιμου νερού από τα σταγονίδια της ομίχλης σε περιοχές με λειψυδρία. Η υλοποίηση των παραπάνω εφαρμογών, ωστόσο, δεν έχει ακόμα πλήρως επιτευχθεί λόγω περιορισμών στις μεθόδους κατασκευής τεχνητών μικρο- και νανο-δομημένων επιφανειών, καθώς και λόγω των ανεπαρκών δυνατοτήτων για ακριβή μοντελοποίηση της συμπεριφοράς υγρών σε τέτοιες σύνθετες επιφάνειες (δεδομένου ότι μια τραχιά επιφάνεια μπορεί να φιλοξενήσει ένα μεγάλο πλήθος μετασταθών καταστάσεων διαβροχής). Η μέθοδος που προτείνεται σε αυτή τη διατριβή συμβάλλει ουσιαστικά στην αντιμετώπιση του τελευταίου περιορισμού, επιτρέποντας τη μοντελοποίηση τόσο της στατικής όσο και της δυναμικής διαβρεκτικότητας σε κάθε είδους ετερογενή επιφάνεια. Οι συμβατικές μεθοδολογίες μοντελοποίησης των φαινομένων διαβροχής αποδεικνύονται ως ανεπαρκή εργαλεία για τον σχεδιασμό της μικρο-δομής των παραπάνω επιφανειών καθώς: είτε αποτυγχάνουν να περιγράψουν επαρκώς την περίπλοκη συμπεριφορά μιας σταγόνας σε ένα τραχύ υπόστρωμα, ή έχουν απαγορευτικά μεγάλο υπολογιστικό κόστος για σταγόνες συνηθισμένου μεγέθους (ακτίνας μερικών χιλιοστών). Αφενός μεν, τα μοντέλα συνεχούς μέσου περιορίζονται λόγω της ανάγκης εφαρμογής συνοριακών συνθηκών σε πολλαπλές (άγνωστες σε αριθμό) γραμμές επαφής των τριών φάσεων (υγρού-στερεού-αέρα) της σταγόνας. Αφετέρου δε, τα μοντέλα μέσο- (lattice-Boltzmann) ή νάνο- (molecular dynamics) κλίμακας, που χρησιμοποιούνται συνήθως για τέτοιου είδους προβλήματα, ξεπερνούν τον παραπάνω περιορισμό, εντούτοις έχουν απαγορευτικά μεγάλες υπολογιστικές απαιτήσεις. Για να αντιμετωπιστούν τα παραπάνω προβλήματα, σε αυτή τη διδακτορική διατριβή προτείνεται μια νέα μεθοδολογία συνεχούς μέσου, στην οποία υιοθετείται μια ενιαία αντιμετώπιση (αποφεύγοντας τις συνοριακές συνθήκες στις γραμμές επαφής) για τις διεπιφάνειες υγρού-αέρα και υγρού-στερεού της σταγόνας. Επίσης, η διαβρεκτικότητα του στερεού, στην προτεινόμενη προσέγγιση, καθορίζεται πλέον από διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ στερεής και υγρής φάσης. Με την παραπάνω θεώρηση, καθίσταται μη αναγκαία η εφαρμογή οποιασδήποτε συνοριακής συνθήκης στις γραμμές επαφής των τριών φάσεων, επιτρέποντας έτσι την προσομοίωση ολόκληρων σταγόνων (ακτίνας μερικών χιλιοστών) σε στερεές επιφάνειες με τραχύτητα. Η παραπάνω προσέγγιση μπορεί να εφαρμοστεί τόσο για υπολογισμούς ισορροπίας σταγόνων (επαναδιατυπώντας την εξίσωση Young-Laplace, η οποία διέπει την μηχανική ισορροπία της επιφάνειας της σταγόνας) όσο και για δυναμικές προσομοιώσεις (τροποποιώντας τις εξισώσεις ροής (Navier-Stokes) στο υδροδυναμικό μοντέλο). Η προτεινόμενη μεθοδολογία προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε αρχικά για την εύρεση πολλαπλών μετασταθών καταστάσεων ισορροπίας σταγόνων σε στερεές επιφάνειες με τραχύτητα. Επιπλέον, παρουσιάστηκε ο υπολογισμός των ενεργειακών φραγμάτων που διαχωρίζουν τις παραπάνω καταστάσεις ισορροπίας. Το ύψος των ενεργειακών φραγμάτων είναι εξαιρετικά σημαντικό για τον σχεδιασμό αυτοκαθαριζόμενων επιφανειών, με πρότυπο το φύλλο του λωτού. Παρατηρήθηκε επίσης, ότι τα αποτελέσματα της προτεινόμενης μεθόδου συμφωνούν με αντίστοιχα αποτελέσματα από υπολογισμούς μέσο-κλίμακας (lattice-Boltzmann), παρ' όλες τις θεμελιώδεις διαφορές στις δύο προσεγγίσεις. Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε την προτεινόμενη μεθοδολογία για να μελετήσουμε συστήματα ηλεκτροδιαβροχής (electrowetting) (όπου το σχήμα της επιφάνειας της σταγόνας μεταβάλλεται με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου) σε περιπτώσεις όπου σταγόνες διαβρέχουν τραχιές διηλεκτρικές επιφάνειες. Επιπρόσθετα, βασιζόμενοι στις παραπάνω προσομοιώσεις συστημάτων ηλεκτροδιαβροχής, επαληθεύσαμε πειραματικά τον δυναμικό έλεγχο των διαβρεκτικών ιδιοτήτων μικρο-δομημένων επιφανειών. Η προτεινόμενη προσέγγιση εφαρμόστηκε επίσης με επιτυχία για τη μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς σταγόνων που προσκρούουν σε τραχιές επιφάνειες. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε ότι οι υπολογιστικές μας προβλέψεις συμφωνούν, με μεγάλη ακρίβεια, με αντίστοιχες πειραματικές μετρήσεις. Στη συνέχεια μελετήθηκε η μετακίνηση σταγόνων, υπό την επίδραση εξαναγκασμένων ταλαντώσεων, σε επιφάνειες με ασύμμετρη τραχύτητα, έχοντας ως πρότυπο τη μορφολογία του φτερού της πεταλούδας Morpho aega. Η συγκεκριμένη τεχνική μπορεί να εφαρμοστεί για τη μεταφορά υγρών σε μικρο-συσκευές. Με τη μελέτη των παραπάνω προβλημάτων, αποδεικνύεται ότι η προτεινόμενη μεθοδολογία είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τον σχεδιασμό της μικρο-δομής επιφανειών με πλήρως ελεγχόμενη διαβρεκτικότητα, απαραίτητες σε τεχνολογικές εφαρμογές." @default.
• W2612774706 created "2017-05-19" @default.
• W2612774706 creator A5019605499 @default.
• W2612774706 creator A5090988663 @default.
• W2612774706 date "2021-09-07" @default.
• W2612774706 modified "2023-09-24" @default.
• W2612774706 title "Design of micro- and nano-structured surfaces with tunable wettability" @default.
• W2612774706 doi "https://doi.org/10.12681/eadd/40333" @default.
• W2612774706 hasPublicationYear "2021" @default.
• W2612774706 type Work @default.
• W2612774706 sameAs 2612774706 @default.
• W2612774706 citedByCount "0" @default.
• W2612774706 crossrefType "dissertation" @default.
• W2612774706 hasAuthorship W2612774706A5019605499 @default.
• W2612774706 hasAuthorship W2612774706A5090988663 @default.
• W2612774706 hasBestOaLocation W26127747061 @default.
• W2612774706 hasConcept C119599485 @default.
• W2612774706 hasConcept C121332964 @default.
• W2612774706 hasConcept C127413603 @default.
• W2612774706 hasConcept C133386390 @default.
• W2612774706 hasConcept C134306372 @default.
• W2612774706 hasConcept C134514944 @default.
• W2612774706 hasConcept C159985019 @default.
• W2612774706 hasConcept C165005293 @default.
• W2612774706 hasConcept C171250308 @default.
• W2612774706 hasConcept C192562407 @default.
• W2612774706 hasConcept C21821499 @default.
• W2612774706 hasConcept C2777261249 @default.
• W2612774706 hasConcept C2779673822 @default.
• W2612774706 hasConcept C2780357685 @default.
• W2612774706 hasConcept C33923547 @default.
• W2612774706 hasConcept C49040817 @default.
• W2612774706 hasConcept C57879066 @default.
• W2612774706 hasConcept C7772457 @default.
• W2612774706 hasConcept C8892853 @default.
• W2612774706 hasConcept C97355855 @default.
• W2612774706 hasConcept C97937538 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C119599485 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C121332964 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C127413603 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C133386390 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C134306372 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C134514944 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C159985019 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C165005293 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C171250308 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C192562407 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C21821499 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C2777261249 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C2779673822 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C2780357685 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C33923547 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C49040817 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C57879066 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C7772457 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C8892853 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C97355855 @default.
• W2612774706 hasConceptScore W2612774706C97937538 @default.
• W2612774706 hasLocation W26127747061 @default.
• W2612774706 hasOpenAccess W2612774706 @default.
• W2612774706 hasPrimaryLocation W26127747061 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2029966491 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2069469339 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2073385678 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2145986221 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2321983703 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2612774706 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2887125631 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2989397228 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W4283652133 @default.
• W2612774706 hasRelatedWork W2340896318 @default.
• W2612774706 isParatext "false" @default.
• W2612774706 isRetracted "false" @default.
• W2612774706 magId "2612774706" @default.
• W2612774706 workType "dissertation" @default.