ד"ר ויקטור צ'רנוב - התנהגות של תרחיפים בנוזלים לא-ניוטונים.

אחת המטרות המכרזיות של שימוש בג'לים בהנעה תעופתית היא אפשרות שימוש במתכות. כשמוסיפים אבקה לנוזל, התכונות של זורם המתקבל שונות מהתכונות של הזורם הנקי. הצפיפות, הצמיגות ועוד תכונות מתשנות כשהנוזל הופך להיות תרחיף.

קיימים מודלים רבים לשינוי צמיגות של תרחיפים ניוטונים, אך כשאנו עוברים לזורמים לא-ניוטונים שבהם מורחפים חלקיקים, המצב הופך להיות יותר בעייתי. המטרה של עבודת הדוקטורט שלי הייתה לכסות את הפער הזה ולנסות ולהבין איך משתנים מקדמים ראולוגים של תרחיף יחסית לזורם נקי כשמוסיפים אליו חלקיקים.

העבודה התבססה על מאמרו של איינשטיין שמצא את הקשר בין צמיגות תרחיף דליל לצמיגות הנוזל כפונקציה של ריכוז של חלקיקים כדוריים. תחילה חושבה התנהגות של תרחיף של גופים עגולים דו-מימדיים בנוזל כמעט-ניוטוני. לאחר מכן החישוב הורחב לכדוריות תלת-מימדיות בזורם לא ניוטוני מסוג חוק חזקה עבור תחום רחב של חזקות. תוך כדי העבודה פותחה שיטה חדשה לחישוב של זרימה לא-ניוטונית. חישובי הזרימה היו חישובים כבדים ואילצו אותנו לפנות לחישובים מקבילים (64 מעבדים, MPI).

התוצאות של המחקר הראו שהוספה של חלקיקים אל זורם מחזקת את תכונת ה-shear-thinning, כלומר, מקרב את המצב "שמור כמוצק, השתמש כנוזל". התוצאה הזאת היא תוצאה מעודדת שמצביעה על יתרונות פוטנציאלים בשימוש של אבקות מתכת עם ג'ל.