Víceškálové modelování akusticky vyvolaného proudění tekutin a částicových suspenzí v adaptivních porézních strukturách
Cíle projektu
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.
Klíčová slova
acoustofluidicsacoustic metamaterialsdeformable capsulesperistaltic transportmultiscale modellinghomogenizationacoustic streamingmodel order reductionsensitivity analysisoptimizationnumerical methods
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202400001
Hlavní účastníci
Západočeská univerzita v Plzni / Fakulta aplikovaných věd
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
24-12291S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Multiscale modelling of acoustics-driven fluid suspensions flows in adaptive porous structures
Anotace anglicky
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.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20302 - Applied mechanics
OECD FORD - vedlejší obor
10307 - Acoustics
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BI - Akustika a kmity
GB - Zemědělské stroje a stavby
JQ - Strojní zařízení a nástroje
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2024
Ukončení řešení
31. 12. 2026
Poslední stav řešení
B - Běžící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
5 441 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 962 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
474 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
5 441 tis. Kč
Statní podpora
4 962 tis. Kč
91%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Applied mechanics
Doba řešení
01. 01. 2024 - 31. 12. 2026