Multiscale modelling of acoustics-driven fluid suspensions flows in adaptive porous structures
Project goals
The project is aimed at exploitation of nonlinear acoustic phenomena to design deformable porous architectures intended for transport of fluids and capsule suspensions. The acoustic interactions at the pore level featured by acoustic streaming, unilateral contact and adhesion, and induced peristaltic deformation will be studied using homogenization and other methods for time-space multiscale modelling. Macroscopic models capturing these phenomena will be developed by the higher order homogenization while respecting geometrical nonlinearities, resonance effects and acoustic metamaterial properties. Algorithms for reducing the computational complexity of multiscale numerical models will be developed, regarding time periodic behaviour and induced frequency modulation. Design of porous dynamic architectures will be optimized to maximize the acoustic driven flow performance, controlability and functionality criteria. Applications in acoustofluidics, bioengineering and swarm microrobotics of smart fluid suspensions are expected.
Keywords
acoustofluidicsacoustic metamaterialsdeformable capsulesperistaltic transportmultiscale modellinghomogenizationacoustic streamingmodel order reductionsensitivity analysisoptimizationnumerical methods
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202400001
Main participants
Západočeská univerzita v Plzni / Fakulta aplikovaných věd
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
24-12291S
Alternative language
Project name in Czech
Víceškálové modelování akusticky vyvolaného proudění tekutin a částicových suspenzí v adaptivních porézních strukturách
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na využití nelineárních akustických jevů k návrhu deformovatelných porézních struktur určených pro transport tekutin a suspenzí s kapslemi. Akustické interakce na úrovni pórů charakterizované akustickým prouděním, jednostranným kontaktem a adhezí a indukovanou peristaltickou deformací budou studovány pomocí metody homogenizace a dalších metod pro časoprostorové víceškálové modelování. Makroskopické modely zachycující tyto jevy budou vyvíjeny s pomocí metod homogenizace vyššího řádu při respektování geometrických nelinearit, rezonančních efektů a akustických vlastností metamateriálů. Budou vyvinuty algoritmy pro snížení výpočetní složitosti víceškálových numerických modelů s ohledem na časově periodické chování a indukovanou frekvenční modulaci. Porézní dynamické struktury budou optimalizovány tak, aby byla maximalizována kritéria jejich funkčnosti z hlediska akusticky řízeného průtoku. Aplikace v oblasti akustofluidiky, bioinženýrství a rojové mikrorobotiky tekutinových suspenzí.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2024
Realization period - end
Dec 31, 2026
Project status
B - Running multi-year project
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
5,441 thou. CZK
Public financial support
4,962 thou. CZK
Other public sources
474 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 441 CZK thou.
Public support
4 962 CZK thou.
91%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 01. 2024 - 31. 12. 2026