Daniel Svenšek

Softmatter Group
Faculty of Mathematics and Physics
University of Ljubljana
Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenia

daniel.svensek@fmf.uni-lj.si
tel: +386 1 4766 631
fax: +386 1 2517 281
room: 413

Current research topics

- Density – nematic coupling takes places already in isotropic(!) linear polymers: birefringence induced by concentration gradients (doi:10.1002/adts.201900019).
The analogy with continuity equations for mass and linear momentum (pp. 8-9 of my 2019 LJ CECAM meeting lecture).

- Continuum description of nematic polymers: Tensorial conservation law – a new continuity equation reflecting the microscopic connectivity of the polymer chain

- Continuum models of ordering, spontaneous condensation, and packing of biopolymers in tight enclosures (packing of DNA in viral capsids)

- (Biological) active systems based on dynamic symmetry variables

- Macroscopic dynamics of ferronematics

- Microfluidic hydrodynamics

- Dynamics, transport, elasticity in polymer materials

- Advanced acoustics with applications

Publications

- papers

- direct link to personal bibliography (COBISS – Co-operative Online Bibliographic System & Services)

For students

Students at all stages are welcome any time – seminars, theses, and also sheer enthusiasm! Physics lives on curiosity and having fun. I advise and encourage students to start doing something extracurricular early (e.g. already in the second undergraduate year). You can start working on a topic that will gradually grow to a MSc thesis and beyond, or on a smaller problem just for fun – or both.

A selection of current topics (we can devise others at need, suggestions are of course also welcome):

- Akustična absorpcija panelnega resonatorja. Ta matematičnofizikalno obarvana tema je del aplikativno naravnane iniciative s področja akustike prostora. Obravnavali bomo nihanje panelnega resonančnega absorberja, ki ga vzbuja zvočno valovanje v prostoru. Pogledali bomo, kakšne so njegove optimalne lastnosti in kako jih v praksi realiziramo.

- Karakterizacija in kontrola akustične disipacije. Tema je del inovativne, aplikativno naravnane iniciative s področja akustike prostora. Pri načrtovanju optimalnega votlinskega akustičnega absorberja se pojavi potreba po razumevanju fizikalnega ozadja akustične disipacije s praktičnim namenom kontrole le-te, kar je osnova za načrtovanje v praksi. Kandidat bo pregledal fizikalne razmere pri oscilirajočem toku zraka ob mirujoči steni. Glede na dane geometrijske parametre resonatorja in parametre akustičnega polja v njem bo ocenil turbulentnost. V laminarnem režimu bo obravnaval strižno plast. Izsledke bo v sodelovanju s specializiranim podjetjem v praksi preveril z akustično meritvijo in na podlagi meritev postavil semiempirični model geometrijsko kontrolirane akustične disipacije. Rezultat ima izrazito uporabno vrednost za inženiring oblikovanja nizkofrekvenčnega akustičnega polja v prostoru, zato bomo posebno pozornost namenili tudi praktični formulaciji izsledkov.

- Tenzorske konfiguracije DNK znotraj kapside virusa. Pred kratkim smo izpeljali nov tenzorski ohranitveni zakon za orientacijsko urejene polimere, novo makroskopsko kontinuitetno enačbo, ki v nekaterih primerih nadomešča običajnejšo vektorsko vez med deformacijami orientacijskega polja in variacijami gostote polimera. Odprto vprašanje je, kakšne so ob privzetku nove tenzorske vezi konfiguracije ograjenega orientacijsko urejenega polimera, npr. nematske faze DNK, ki je pakirana v viralni kapsidi. Kandidat bo na podlagi funkcionala proste energije in dodane tenzorske vezi numerično simuliral ureditvena stanja polimera v sferični geometriji.

- Multilamelarni cilindri in čebulice. Pri strižni obremenitvi nekaterih kompleksnih tekočin z mikroskopsko plastovito strukturo naletimo na zanimiv pojav: pri dovolj močnem strigu se v tekočini iz ravnih plasti začnejo oblikovati multilamelarni mehurčki, takoimenovane čebulice. Razlog in mehanizem tvorbe je odprto znanstveno vprašanje. Plastovito fazo znamo uspešno opisati z realno skalarno funkcijo v okviru Swift-Hohenbergovega modela, ki ga sklopimo z nematskim ureditvenim tenzorjem. Kandidat bo v dveh in treh dimenzijah simuliral, 1) kaj se zgodi z ravnimi plastmi ob močni perturbaciji le-teh in 2) ali se multilamelarni cilindri pod ustreznimi pogoji transformirajo v multilamelarne čebulice. Transformacija gre preko pretrganja cilindričnih plasti in njihove ponovne povezave v sfere, gre torej za spremembo topologije (por ---> čebula). To je tudi razlog, da se je ne da opisati drugače kot z omenjenim modelom.

- Kolektivna dinamika bakterijske kolonije. S preprostim kontinuumskim modelom, ki opisuje dinamiko koncentracije in kolektivne hitrosti bakterij, uspemo reproducirati nenavadno pulzirajoče obnašanje rastoče plasti bakterije Proteus Mirabilis, ki ga kaže tudi eksperiment. Modelu bi dodali še eno plast, jo na enostaven način sklopili s prvotno ter pogledali, kakšno dinamiko dobimo. Motivacija izhaja iz eksperimentalno opaženih rastnih valov in nepojasnjenih dolgoživih makroskopskih vzorcev, ki se zde posledica dinamike v več plasteh.

- Advekcijsko-difuzijski transport v mikrofluidični komori.

- Termomehanske poškodbe plastičnih materialov. Pri nekaterih industrijskih izdelkih iz umetne mase, ki so izpostavljeni toplotni obremenitvi, npr. lokalnemu segrevanju zaradi sončnega obsevanja, pride do neželjenih lokalnih mehanskih deformacij. Kandidat bo problem poenostavil do te mere, da bo računsko obvladljiv. V prvem sklopu bo obravnaval energijsko bilanco obsevanega materiala, od koder bo ocenil temperaturni profil. Nato bo na podlagi temperaturnega profila z upoštevanjem termičnega raztezanja in vnaprej danih remanentnih elastičnih napetosti v materialu določil, kdaj pride do deformacije, npr. gubanja kot posledice elastične nestabilnosti.

Študijsko gradivo:

- Rešeni primeri iz elastomehanike (pdf, delovna verzija, 29. 2. 2016)