Thesis supervisor: György Paál
Location of studies (in Hungarian): Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Abbreviation of location of studies: HDR
Description of the research topic:
a.) Előzmények:
Tanszékünkön Dr. Hegedűs Ferenc 2013.-ban ebben a témában védte meg doktori disszertációját. A témában a témavezetővel közös publikáció született. (Lásd lent.)
b.) A kutatás célja:
Kavitációs buborék összeroppanása extrém körülményeket eredményezhet úgy, mint nagy nyomás, magas hőmérséklet vagy akár lökéshullám. Ezek az áramlástechnikai gépekben roncsolódást eredményeznek. Léteznek azonban olyan speciális ultrahangos technológiák, ahol a buborék összeroppanása során keletkező roncsoló hatást hasznosítják. Ezeket az ipar számos területén alkalmazzák, például élelmiszerek tartósítására; új típusú polimerek előállítására; kisméretű kémiai reaktorként való használatra vagy akár orvosi alkalmazásokban a rák kezelésére. A kutatás egyetlen harmonikusan gerjesztett gömbszimmetrikus gáz buborékot vizsgál nagy viszkozitású glicerinben. Cél, hogy a modern nemlineáris dinamikai elméletek és rohamosan fejlődő kifinomult numerikus módszerek segítségével feltérképezzük azokat a paramétertartományokat, ahol a buborék fal sebessége átlépi a folyadékbeli hangsebességet.
c.) Elvégzendő feladatok és azok időigénye (irodalomkutatás, elméleti számítások, mérések, értekezés készítése):
1) Irodalomkutatás. (fél év)
2) Meglévő numerikus kód sebességének növelése. (fél év)
3) Numerikus számítások és a lehetséges paramétertanulmányok elvégzése. (másfél év)
4) Külföldön elvégzendő mérések összevetése szimulációkkal. (fél év)
5) Publikációk, értekezés: 1. év: magyar nyelvű konferencia, 2. év: idegen nyelvű konferencia és folyóiratcikk, 3.-4. év: idegen nyelvű folyóiratcikkek, értekezés megírása.
d.) Szükséges berendezések (meglévő és beszerzendő bontásban):
Meglévő: számítógépes infrastruktúra.
Beszerzendő: szakkönyvek, alkatrészek a kísérletekhez.
e.) Várható tudományos eredmények:
A kapott paramétertanulmányok segítségével támogatni tudjuk az ultrahangos technológiai alkalmazásokat, pl. maximalizálhatjuk a lökéshullámok erősségét. Továbbá, a kaotikus tartományok felderítésével, és elkerülésével, a kiszámíthatóságot tudjuk növelni, pl. orvosi alkalmazásokban.
f.) A témavezető kapcsolódó néhány publikációja:
A témában eddig tíz nemzetközi publikáció született, amik közül a legrészletesebb:
F. Hegedűs, S. Koch, W. Garen, Z. Pandula, G. Paál, L. Kullmann, U. Teubner: „The effect of high viscosity on compressible and incompressible Rayleigh—Plesset-type bubble models”, Int. J. Heat Fluid Flow 42 (2013) pp. 200-208.