témavezető: Fülöp Tamás
helyszín (magyar oldal): BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék helyszín rövidítés: EGR
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények
Történetileg a termodinamika eleinte elsősorban a gázokkal, és azok kvázistatikus folyamataival foglalkozott, ahol a mechanika egy jelentősen leegyszerűsítő formában volt csak tekintve. Ebből fakadóan alakult ki a termodinamika tárgyalásmódja, fogalomrendszere, felfogásvilága, mely mindmáig modernizálásra szorul mechanika-szemszögből. A körülbelül függetlenül kialakuló mechanika pedig a vonatkozó, elkerülhetetlenül kapcsolódó termikus jelenségeket és konzisztencia-feltételeket kezelte jelentőségénél kisebb súllyal. A kontinuumok leírása kapcsán további hiányosság az – egyes fizikaterületeken már megfelelően figyelembe vett – téridő-szempontok beépítése. E három oldal közös keretbe ötvözése esetén a kontinuumok alapegyenleteire, az abban szereplő mennyiségekre a téridő-konzisztencia praktikus megszorításokat ad; a termodinamika a második főtétel onsageri kiaknázásával és a kapcsolódó modern eljárásokkal (GENERIC, Coleman-Noll-, Liu-, divergencia-, stb.-módszerek) tár fel kitüntetett, természetes lehetőségeket a dinamikai egyenletrendszerre és biztosít aszimptotikus stabilitást; a mechanika szisztematikus figyelembe vétele pedig a termodinamikai módszertan történeti eredetű "gyermek¬betegségeitől" óv meg. Egy ilyen leírásmód számos haszonnal járna, szerteágazó módon: pl. disszipatív mechanikai szituációk jobb leírása, rugalmas-reológiai-képlékeny-termikus kőzetviselkedés műszaki következményei, mechanikától nem megfosztott hővezetés-leírás, objektivitásnak eleget tevő közegmodellek, véges deformációs és nemegyensúlyi folyamatokat is megengedő termomechanika alkalmazásai, heterogén rendszerek effektív homogén leírása, sőt, numerikus számítási eljárások termodinamika-alapú stabilitásnövelése.
b.) A kutatás célja
Az elmúlt években ez irányban elindult vizsgálatok (ld. Irodalom) folytatása és új konkrét problémák bevonása révén tovább építeni a módszertant, mindig konkrét alkalmazási területek szem előtt tartásával ("egy gramm alkalmazás felér egy tonna elvonatkoztatással"). Kiindulásként analitikus vizsgálatokra van szükség, a megfelelő pontokon numerikus módszerek alkalmazására, továbbá a rendelkezésre álló kísérleti adatok elemzésére.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
A matematikai háttér elsajátítása, az elméleti alapok, előzmények megértése és alkalmazása, irodalomkutatás: 0,75 év.
Konkrét kutatási feladatok megfogalmazása, megvalósíthatóság felmérése: 0,5 év.
Kutatási feladatok megvalósítása: 1,5 év.
Kutatási feladatok lezárása, publikációk elkészítése, eredmények konferenciákon bemutatása: 1,25 év.
d.) A szükséges berendezések
– (számítógép a bonyolultabb szimbolikus és numerikus számításokhoz; végeselemes igényekhez ANSYS-licensz rendelkezésre áll).
e.) Várható tudományos eredmények
Közegek összetett mechanikai-termikus szituációkban, különböző időskálákon, nagy gradiensekkel járó folyamatokban történő viselkedésére tett pontosabb és robosztusabb jóslatok, technológia és tervezés segítése, aszimptotikus stabilitás előnyös felhasználásai.
f.) Irodalom
• Fülöp T., Ván P.: Kinematic quantities of finite elastic and plastic deformation, MATHEMATICAL METHODS IN THE APPLIED SCIENCES 35 (2012) 1825.
• Asszonyi Cs., Fülöp T., Ván P.: Distinguished rheological models for solids in the framework of a thermodynamical internal variable theory, CONTINUUM MECHANICS AND THERMODYNAMICS 27 (2015) 971-986.
• Ván P., Fülöp T.: Universality in heat conduction theory: weakly nonlocal thermodynamics, ANNALEN DER PHYSIK 524 (2012) 470-478.
• Both S., Czél B., Fülöp T., Gróf Gy., Gyenis Á., Kovács R., Ván P., Verhás J.: Deviation from the Fourier law in room-temperature heat pulse experiments, JOURNAL OF NON-EQUILIBRIUM THERMODYNAMICS 41 (2016) 41-48.
• Asszonyi Cs., Csatár A., Fülöp T.: Elastic, thermal expansion, plastic and rheological processes - theory and experiment, PERIODICA POLYTECHNICA CIVIL ENGINEERING 60 (2016) 591-601.
• Ván P., Berezovski A., Fülöp T., Gróf Gy., Kovács R., Lovas Á., Verhás J.: Guyer-Krumhansl–type heat conduction at room temperature, EUROPHYSICS LETTERS 118 (2017) Paper 50005, 4 p.
• Fülöp T.: Objective thermomechanics, ATTI DELLA ACCADEMIA PELORITANA DEI PERICOLANTI - CLASSE DI SCIENZE FISICHE, MATEMATICHE E NATURALI (2018), megjelenés alatt; e-print: https://arxiv.org/abs/1510.08038 .
előírt nyelvtudás: magyar felvehető hallgatók száma: 1
Bejelentkezés
