Magnētiskās reoloģijas perspektīvie modeļi

Projekta nosaukums: Magnētiskās reoloģijas perspektīvie modeļi

Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/072

Projekta īstenošanas termiņš: 36 mēneši (01.03.2018 uz 28.02.2021)

Projekta finansējums: 133 806,00 EUR (LU daļa 6 690,30 EUR)

Projekta mērķis: Izstrādāt magnētisko šķidrumu reoloģisko parametru aprēķināšanas metodiku, kas balstīta analītiskajos aprēķinos, skaitliskos 3D modeļos un ir eksperimentāli verificēta.

Projekta rezultāti: zinātniskās publikācijas – 2

Projekta pirmajā ceturksnī (01.03.2018. - 31.05.2018.) tika veikts padziļināts literatūras apskats un pētāmo koloidālo sistēmu sākotnēja teorētiskā analīze, sākts darbs pie modelēšanas un analīzes algoritmu izstrādes. Tiek gatavota zinātniskā publikācija. Tāpat par aktuāliem rezultātiem tika sagatavots un ziņots referāts „Self-assembly of magnetic particles and rheology of their dispersions studied by numerical simulations" konferencē Kopenhāgenā (Danija) 2018. g. 22.-26. maijā.

Projekta otrajā ceturksnī (01.06.2018. - 31.08.2018.) tika veikta padziļinātā jaunākās zinātniskās literatūras izpēte un analīze par spinu ansambļa radītā magnētiskā lauka aprēķināšanas metodēm, identificēta optimālāka pieeja projekta vajadzībām un veikta tās adaptācija daļiņu sistēmas dinamikas skaitlisko simulāciju veikšanai. Turpinājās darbs sekojošos virzienos: teorētiskais darbs kārtas novērtējumu iegūšanai, 3D skaitlisko simulāciju veikšana, datu analīze, publikāciju sagatavošana.

Projekta trešajā ceturksnī (01.09.2018. – 30.11.2018.) turpinājās polarizēto nanodaļiņu masīvu, ko iegūst pašsakārtošanās procesā, morfoloģijas izpēte, kā arī veiktas papildus teorētisko aprēķinu sērijas parametru ietekmes uz procesu noskaidrošanai. Uzsākta padziļinātā rezultātu analīze, pamatojoties uz iepriekšējos atskaites periodos identificētiem struktūru deskriptoriem. Šajā laika posmā apmeklēta starptautiskā konference ECIS 2018 Ļubļanā, Slovēnija, kur prezentēts referāts „Microstructural characterization of dipolar building block assemblies". Uzsākta publikācijas sagatavošana par jaunākiem rezultātiem.

Projekta ceturtajā ceturksnī (01.12.2018. – 28.02.2019.) turpinājās zinātniskās publikācijas sagatavošana, tika veikta padziļinātā jaunākās zinātniskās literatūras izpēte un analīze. Manuskripts ir pabeigts un iesniegts publicēšanai starptautiski recenzētā izdevumā. Balstoties uz provizorisko testu rezultātiem, sākts sagatavošanas darbs eksperimentu veikšanai un projektā izstrādāto modeļu validācijai. Turpinājās polarizēto nanodaļiņu masīvu, ko iegūst pašsakārtošanās procesā, nukleācijas, koloidālās kristalizācijas un morfoloģijas izpēte, kā arī veiktas papildus teorētisko aprēķinu sērijas. Lai sekotu jomas attīstībai un prezentētu projekta zinātniskos rezultātus, sagatavotas tēzes dalībai starptautiskajā konferencē "ICMF 2019".

Projekta piektajā ceturksnī (01.03.2019. – 31.05.2019.) turpinājās intensīvs darbs pie jaunākās zinātniskās publikācijas. Par publikāciju saņemtas recenzentu atsauksmes. Ņemot vērā atsauksmēs sniegtās rekomendācijas, lai novērstu konstatētos trūkumus,  tika veikta padziļinātā zinātniskās literatūras izpēte un rezultātu analīze. Pēc visu nepieciešamo korekciju veikšanas un atkārtotās iesniegšanas publikācija "Manifestation of dipole-induced disorder in self-assembly of ferroelectric and ferromagnetic nanocubes" tika akceptēta un publicēta britu Karaliskās ķīmijas biedrības izdotā prestižajā žurnālā Nanoscale (IF=7.233). Turpinājās provizorisko eksperimentu veikšana projektā izstrādāto modeļu validācijai. Sākts teorētiskais darbs pie konstitutīvā modeļa magnētisko koloīdu reoloģijai. Par projekta rezultātiem sagatavotas tēzes dalībai starptautiskajā konferencē "HSR 2019".

Projekta sestajā ceturksnī (01.06.2019. – 31.08.2019.) turpinājās skaitlisko aprēķinu veikšana par mijiedarbojošos daļiņu kārtošanās procesiem, aprēķinu datu apstrāde un rezultātu statistiskā analīze. Balstoties uz iegūtiem rezultātiem, veikta materiālu sagatavošana jaunākai zinātniskai publikācijai. Šajā laika periodā turpinājās struktūru veidojošo šķidrumu konstitutīvā modeļa izstrāde, ņemot vērā magnētiskā koloīda veidoto struktūru īpašības. Modeļa pirmais melnraksts ir pabeigts un izsūtīts sadarbības partneriem. Lai sekotu jomas attīstībai un prezentētu projekta jaunākos zinātniskos rezultātus, pēcdoktorants piedalījās starptautiskajās konferencēs "HSR 2019" un "ICMF 2019".

Projekta septītajā ceturksnī (01.09.2019. – 30.11.2019.) saņemtas recenzentu atsauksmes par jaunāko zinātnisko publikāciju. Turpinājās darbs pie šīs publikācijas, lai novērstu konstatētos trūkumus. Pēc visu nepieciešamo korekciju veikšanas un atkārtotās iesniegšanas darbs publicēts žurnālā "Physica Status Solidi A". Projekta aktivitātes ietvaros uzsākta publikācijas sagatavošana par magnētiskā koloīda makroskopiskās plūsmas skaitliskām simulācijām, apskatot nanodaļiņu pašsakārtošanās procesa ietekmi uz koloīda plūsmas parametriem. Manuskripts ir pabeigts un iesniegts publicēšanai. Turpinājās teorētisko aprēķinu un eksperimentu veikšana projektā izstrādāto modeļu validācijai, datu apstrāde un analīze. Lai sekotu jomas attīstībai, pēcdoktorants piedalījās starptautiskajā konferencē "ECIS 2019" un prezentēja aktuālos pētījuma rezultātus.

Projekta astotajā ceturksnī (01.12.2019. – 29.02.2020.) turpinājās teorētiskais un eksperimentālais darbs visās projekta aktivitātes. Par jaunāko iesniegto publikāciju saņemtas recenzentu atsauksmes, tāpēc šajā laika periodā turpināts darbs pie manuskripta ar mērķi novērst konstatētos trūkumus. Publikācija pabeigta un pēc atkārtotas iesniegšanas publicēta žurnālā Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. Uzsākta struktūru veidojošo šķidrumu konstitutīvā modeļa realizācija programmatūrā. Apkopojot projekta izpildes gaitā uzkratos aprēķinu datus, sākta materiāla sagatavošana jaunam zinātniskam rakstam par struktūru veidojošo šķidrumu reoloģiju.

Projekta devītajā ceturksnī (01.03.2020. – 31.05.2020.) sākts sagatavošanas darbs jaunas eksperimentu sērijas veikšanai. Turpinājās struktūru veidojošo šķidrumu konstitutīvā modeļa papildināšana, realizācija programmatūrā un izmantoto tuvinājumu pārbaude. Veikta jaunākās zinātniskās literatūras padziļināta analīze. Turpinājās teorētisko aprēķinu veikšana, skaitliskā modelēšana, zinātnisko rezultātu analīze un materiālu sagatavošana jaunam zinātniskam rakstam par pašorganizācijas procesiem magnētiskos koloīdos. Manuskripts ir pabeigts un iesniegts publicēšanai starptautiski atzītā žurnālā.

Projekta desmitajā ceturksnī (01.06.2020. – 31.08.2020.) turpinājās darbs visās projekta aktivitātēs. Par iepriekšējā ceturksnī iesniegto zinātnisko publikāciju tika saņemtas recenzentu atsauksmes. Ņemot vērā atsauksmēs sniegtās rekomendācijas, veikta raksta papildināšana, novērsti konstatētie trūkumi. Pēc visu nepieciešamo korekciju veikšanas un atkārtotās iesniegšanas jaunākā publikācija par struktūru veidojošo šķidrumu reoloģiju tika akceptēta publicēšanai žurnālā “Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects”. Šajā ceturksnī turpinājās pašorganizācijas eksperimentu veikšana ar magnētisko šķidrumu paraugiem. Turpinājās teorētisko aprēķinu veikšana, skaitliskā modelēšana, zinātnisko rezultātu analīze. Sākta zinātniskās publikācijas sagatavošana par jaunākiem rezultātiem. Saistībā ar COVID-19 izplatību atcelti vairāki plānotie zināšanu pārneses pasākumi.

Projekta vienpadsmitajā ceturksnī (01.09.2020. – 30.11.2020.) projekta aktivitātēs  turpinājās teorētisko aprēķinu veikšana, skaitliskā modelēšana, zinātnisko rezultātu analīze. Jaunākie projekta zinātniskie rezultāti publicēti žurnālā International Journal of Heat and Mass Transfer. Sākta zinātniskās publikācijas sagatavošana ar jaunākajiem rezultātiem par struktūru veidojošo magnētisko šķidrumu reoloģiju mazas un lielas amplitūdas oscilāciju režīmā. Tiek meklēti risinājumi projektā izstradāta skaitliskā modeļa stabilizēšanai.

Projekta divpadsmitajā ceturksnī (01.12.2020. – 28.02.2021.) tika veikti teorētiskie aprēķini ar stabilizēto konstitutīvo modeli lai iegūtu un validētu magnētiskā koloīda plūsmas parametrus. Turpinājās datu apstrāde, analīze, vizuālo materiālu sagatavošana publikācijai, izmantojot ar stabilizēto konstitutīvo modeli veikto hidrodinamisko simulāciju rezultātus, veikta aprēķināto plūsmas ātrumu un profilu, direktora lauka un mikrostruktūras parametru sadalījumu analīze. Par šiem rezultātiem iesniegta zinātniskā publikācija britu Karaliskās Biedrības žurnālā.