A Universidade de Hong Kong Science and Technology (HKST) anunciou hoje que uma equipe de pesquisa de sua Escola de Engenharia criou um modelo computacional inovador para o movimento de materiais granulares, como solo, areia e pó. Ao consolidar a interação dinâmica entre partículas, níveis de ar e água, esse sistema sofisticado pode prever adequadamente os deslizamentos de terra, melhorar os sistemas de irrigação e drenagem de óleo e aprimorar os processos de produção de alimentos e medicamentos.
Desafio
O fluxo de substâncias granulares como solo, areia e pó usado em produtos farmacêuticos e produção de alimentos é o processo subjacente que conduz muitas configurações naturais e atividades industriais. É importante entender como essas partículas entram em contato com os fluidos circundantes, como água e ar, para prever o comportamento como a queda do solo ou o vazamento de líquido. No entanto, os modelos existentes enfrentam o desafio de capturar essas interações corretamente, especialmente em situações saturadas parciais, onde as forças nacionais de ação e viscosidade capilares são eficazes.
Pua-Dem: Mudança de uma instância na modelagem granular
É isto? Ao contrário dos modelos convencionais, que geralmente dependem do acoplamento unidirecional simplificado (por exemplo, partículas estáticas), princípios físicos rigorosos incluem princípios físicos rigorosos para lidar com as partículas PUA-DEM, estágios de ar e água. Ele permite a visão do acoplamento de várias vias, que desenvolve corretamente o fluxo de fluido, o movimento das partículas e a pressão e a pressão em todo o espectro da saturação-da forma saturada a completamente seca.
A raiz da física básica, o modelo de alto mundo é o primeiro de seu tipo, a precisão excepcional na previsão do comportamento de multipragem complexa. Possui um potencial significativo para aplicações aplicáveis em engenharia geográfica, ciência ambiental e muitos processos industriais.
Aplicações amplas em toda a indústria
A equipe agora está explorando oportunidades de cooperação com o governo e o setor para aplicar seu modelo aos desafios do mundo real. Isso inclui o desenvolvimento de um sistema de aviso de deslizamento de terra primário, retenção de água e imitação de técnicas de irrigação e irrigação e melhorar as sequências de carbono e a eficiência do petróleo com a precisão do fluxo multifuncional correto do modelo. Seu controle apropriado do processamento em pó também fornece a possibilidade de conversão para a produção farmacêutica, permite a produção de medicamentos seguros, mais eficazes e qualificados com continuidade prolongada em formas de dose, o que é importante para melhorar a eficácia do tratamento e do paciente. Os recursos do modelo também podem se estender à indústria de alimentos, o design e o processamento de produtos granulares, como café, açúcar e fórmulas infantis, podem ser possíveis no projeto e processamento da taxa de textura, taxa de solução e estabilidade da prateleira quando a redução do consumo de resíduos e energia.
O professor Zhao explicou: “Pua-Dem apresenta uma mudança de exemplo na modelagem de sistemas granulares insaturados. Ao resolver a interação fluido-salídeo em escala de poros, agora podemos prever como os processos microscópicos-como a ponte formal para a formação das células, são assim e para essa formação.
Instruções futuras: para estender o poder de Pua-Dem
Olhando para o futuro, a Dra. Amia Prakash Das, a primeira autora deste trabalho e o recente pós-graduado do HKST, disse que a equipe planejava expandir a capacidade PUA-Dem. “Nosso objetivo é incluir o tamanho das partículas irregulares e os efeitos da irmandade, estreitando ainda mais o intervalo entre a busca de laboratório e as aplicações de escala de campo. Também pesquisaremos técnicas híbridas de computador quanto ao transporte reacionário e rachaduras induzidas por seco”, disse ele.
O estudo foi realizado em colaboração com o Dr. Thomas Switzen na Universidade de Utrechot, Holanda.
