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)