Υποστήριξη Διδακτορικής Διατριβής - Διονύσης Πέττας
Περίληψη (Abstract)
Η ροή υμένα πάνω από μια επίπεδη κεκλιμένη επιφάνεια λόγω της βαρύτητας, αποτελεί θεμελιώδες πρόβλημα στην μηχανική των ρευστών. Τέτοιες διατάξεις εμφανίζονται σε πολλές σημαντικές βιομηχανικές, περιβαντολλογικές και βιολογικές ροές. Αν και η ροή αυτή αποτελεί ένα κλασσικό πρόβλημα στην ρευστομηχανική, εντούτοις, στον πραγματικό κόσμο, τα υποστρώματα στα οποία κινούνται οι υμένες, εμφανίζουν κάποιου είδους τραχύτητα, η οποία έγινε είτε κατά λάθος είτε σκόπιμα. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της υποκείμενης τοπογραφίας και του ρευστού υμένα πυροδοτεί μια περίπλοκη δυναμική συμπεριφορά που ευνοεί τον σχηματισμό δινών μέσα στις κοιλότητες του υποστρώματος και στάσιμα κύματα στην ελεύθερη επιφάνεια της ροής λόγω φαινομένων συντονισμού. Ακόμα και οι μικρές διακυμάνσεις του υποστρώματος μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το σχήμα της ελεύθερης επιφάνειας. Εκτός από τις τοπολογικές διαφορές η ρεολογία του υλικού μπορεί να επηρεάσει εξίσου σημαντικά την ροή, ενώ σε τέτοιου τύπου ροές τα εμπλεκόμενα ρευστά είναι συχνά διαλύματα πολυμερών τα οποία γενικά παρουσιάζουν μη-Νευτώνειες ιδιότητες. Επιπλέον η πλήρης επικάλυψη της τοπογραφίας δεν είναι πάντοτε εφικτή. Πρόσφατες εργασίες υποδεικνύουν ότι η κατάσταση διαβροχής του υποστρώματος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα γεωμετρικά του χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες του ρευστού, ενώ αέρια εγκλείσματα μπορεί να δημιουργηθούν κατά την διαδικασία επικάλυψης αυτών των επιφανειών με αποτέλεσμα την παραγωγή κακής ποιότητας προϊόντων. Όσο αφορά τον υπολογισμό των κρίσιμων παραμέτρων για την έναρξη των διεπιφανειακών ασταθειών, η υπάρχουσα βιβλιογραφία περιορίζεται κυρίως στην περίπτωση Νευτωνικού υμένα. Ωστόσο, η ύπαρξη μη-Νευτώνειων φαινομένων μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη ευστάθεια της ροής. Λόγω της ευρείας χρήσης των πολυμερικών διαλυμάτων σε βιομηχανικές εφαρμογές, η κατανόηση των μηχανισμών που οδηγούν στη σταθεροποίηση / αποσταθεροποίηση της ροής μη-Νευτωνικών ρευστών είναι υψίστης σημασίας, ενώ δίνεται τη δυνατότητα για έλεγχο της αστάθειας μέσω της ανάπτυξης κατάλληλα προσαρμοσμένων υποστρωμάτων.
Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή (Speakers Short CV)
Education
2015: M. Sc. in Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering University of Patras
2012: B. Sc. in Physics, Department of Physics, University of Patras
Journal Publications
[1] Pettas, D., Karapetsas, G., Dimakopoulos, Y. and Tsamopoulos, J. "On the origin of extrusion instabilities: Linear stability analysis of the viscoelastic die swell", J. Non-Newtonian Fluid Mech., 224, 61-77 (2015), doi:10.1016/j.jnnfm.2015.07.011.
[2] Pettas, D., Karapetsas, G., Dimakopoulos, Y. and Tsamopoulos, J. "On the degree of wetting of a slit by a liquid Flowing Along an Incline plane", J. Fluid Mech., 820, 45-41 (2017), doi:10.1017/jfm.2017.190.
[3] Pettas, D., Karapetsas, G., Dimakopoulos, Y. and Tsamopoulos, J. "Viscoelastic film flows over an inclined substrate with sinusoidal topography. I. Steady state", Phys. Rev. Fluids, 4, 20 (2019), doi:10.1103/PhysRevFluids.4.083303. (Editor’s Suggestion)
[4] Pettas, D., Karapetsas, G., Dimakopoulos, Y. and Tsamopoulos, J. "Viscoelastic film flows over an inclined substrate with sinusoidal topography. II. Linear stability analysis", Phys. Rev. Fluids, 4, 8 (2019), doi:10.1103/PhysRevFluids.4.083304. (Editor’s Suggestion)
[5] Pettas, D., Dimakopoulos, Y. and Tsamopoulos, J. "Steady flow of a viscoelastic film over an inclined plane featuring periodic slits", J. Non-Newtonian Fluid Mech., (2019), (submitted for publication).
Conference Presentations
[1] "Linear stability analysis during the extrusion of a viscoelastic liquid from a planar die", with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 9th PanHellenic conference on Fluid-Flow Phenomena, Athens, GREECE, December 12-13, 2014
[2] "Linear stability analysis of viscoelastic fluid extrusion through a planar die", with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 10th Annual European Rheology Conference, Annual European Rheology Conference 2015, Nantes, FRANCE, April 14-17, 2015.
[3] "Investigation of the flow stability during extrusion of a viscoelastic fluid from a planar die" with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 10th PanHellenic Scientific Conference in Chemical Engineering, Patras, GREECE, June 4-6, 2015.
[4] "Steady Film Flow Over 2D topography with Air Inclusion" with St. Varchanis, Y. Dimakopoulos, and J. Tsamopoulos, International Conference on Multiphase Flow 2016, Firenze, ITALY, May 22-27, 2016.
[5] "Partial wetting of 2D topography by a viscoelastic Film" with Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, Annual European Rheology Conference 2017, Copenhagen, DENMARK, April 3-6, 2017.
[6] "Linear Stability analysis of a Newtonian Film Flowing Over a Substrate with topographical Features" with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos, and J. Tsamopoulos, 70th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics, Denver, USA, November, 19-21, 2017.
[7] "Stability Analysis of Viscoelastic Fluid Over a Structured Topography." with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos, and J. Tsamopoulos, 12th European Fluid Mechanics Conference, Vienna, AUSTRIA, September 9-13, 2018.
[8] "Linear stability of viscoelastic Film Flow Over Structured Surfaces." with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos, and J. Tsamopoulos, 71th Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics, Atlanta, USA, November, 18-20, 2018.
[9] "Stability of a Viscoelastic Film Flowing Over a Substrate with Sinusoidal Corrugations" with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 12th PanHellenic Scientific Conference in Chemical Engineering, Athens, GREECE, May 29-31, 2019.
[10] "Non-linear analysis of extrusion instabilities in polymer melt processing” with S. Varchanis, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 91st Society of Rheology meeting in North Carolina, USA, October, 21-25, 2019.
[11] "Numerical simulation of a viscoelastic film flowing over a substrate with periodic rectangular trenches” with A. Marousis, G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 5th Workshop for Graduates and Post-Docs in Chemical Engineering Sciences in Patras, GREECE, 6 November, 2019
[12] "Flow stability of a liquid film partially wetting a substrate with rectangular trenches” with G. Karapetsas, Y. Dimakopoulos and J. Tsamopoulos, 72nd Annual Meeting of APS Division of Fluid Dynamics, Seattle, USA, November, 23-26, 1019.