Phase Transitions in Composite Media

复合介质中的相变

基本信息

  • 批准号:
    1009704
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-15 至 2014-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

GoldenDMS-1009704 The investigator and his colleagues conduct fundamentalmathematical and numerical studies of phase transitions incomposite materials, with applications to electrorheological (ER)fluids and sea ice, which share similar microstructural features. They develop a statistical mechanics framework in which suchtransitions can be studied, and explore random matrixcharacterizations of composite microstructures and theirevolution. One central problem to be addressed is the existenceof a critical electric field necessary to induce the fluid/solidtransition in ER fluids. They anticipate that this phenomenongoes beyond classical phase transitions in statistical mechanics,representing a new type of transitional mechanism that depends ona competition between geometrical entropy and electrical energy. They also study the fluid transport and related microstructuraltransition in sea ice, which plays a key role in Earth's climatesystem. Such microstructures can be identified with randommatrices, and the investigators study the evolution ofmicrostructural features with such techniques. Composite materials arise throughout the physical andbiological sciences and across most types of engineering. One ofthe key features of these types of problems is the criticaldependence of the effective material properties on the parameterscharacterizing the system. For example, an electrorheological(ER) fluid is a suspension of particles in a viscous fluid suchas oil. If an applied electric field exceeds a critical valuethen the particles form chains and the suspension undergoes afluid/solid transition within milliseconds. This electricallyinduced transition has been used in applications including nextgeneration clutches, brakes, micro-fluidic valves, and humanprosthetics. Another example is sea ice, a composite of pure icewith brine inclusions, which plays a key role in Earth's climatesystem. If the temperature exceeds a critical value, then fluidcan flow through the ice. This transition mediates a broad rangeof processes in the polar ice packs that are fundamental tomaking better predictions of climate change. The investigatorand colleagues conduct fundamental mathematical and numericalstudies of these transitions in ER fluids and sea ice. Theybring to bear sophisticated techniques of theoretical statisticalphysics to better understand the behavior of these types ofmaterials. Through these studies, the investigator anticipatesthe development of applications to other high-tech composites andto other areas critical to our understanding of polar climatechange. The project is cofunded by the Division of Mathematical Sciencesand the Division of Materials Research.
GoldenDMS-1009704 研究人员和他的同事对复合材料的相变进行了基础数学和数值研究,并将其应用于具有相似微观结构特征的电流变 (ER) 流体和海冰。他们开发了一个统计力学框架,可以在其中研究此类转变,并探索复合材料微观结构的随机矩阵特征及其演化。 需要解决的一个核心问题是存在诱导电流变流体中的流体/固体转变所必需的临界电场。 他们预计这种现象超越了统计力学中的经典相变,代表了一种依赖于几何熵和电能之间竞争的新型过渡机制。他们还研究海冰中的流体输送和相关的微观结构转变,这在地球气候系统中发挥着关键作用。 这种微观结构可以用随机矩阵来识别,研究人员用这种技术研究微观结构特征的演变。 复合材料遍及物理和生物科学以及大多数类型的工程。 这类问题的关键特征之一是有效材料特性对表征系统的参数的严重依赖。 例如,电流变 (ER) 流体是颗粒在粘性流体(例如油)中的悬浮液。 如果施加的电场超过临界值,则颗粒形成链,并且悬浮液在几毫秒内经历流体/固体转变。 这种电感应转变已用于下一代离合器、制动器、微流体阀和人体假肢等应用。 另一个例子是海冰,它是纯冰与盐水包裹体的复合物,在地球气候系统中发挥着关键作用。 如果温度超过临界值,则流体可以流过冰。 这种转变介导了极地冰层中的广泛过程,这些过程对于更好地预测气候变化至关重要。 研究人员和同事对 ER 流体和海冰中的这些转变进行了基础数学和数值研究。 他们利用理论统计物理学的复杂技术来更好地理解这些类型材料的行为。 通过这些研究,研究人员预计其他高科技复合材料以及对我们了解极地气候变化至关重要的其他领域的应用的发展。 该项目由数学科学部和材料研究部共同资助。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Kenneth Golden其他文献

Kenneth Golden的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Kenneth Golden', 18)}}的其他基金

RTG: Optimization and Inversion for the 21st Century Workforce
RTG:21 世纪劳动力的优化和反转
  • 批准号:
    2136198
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Stieltjes Functions and Spectral Analysis in Sea Ice Physics
海冰物理中的 Stieltjes 函数和光谱分析
  • 批准号:
    2206171
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Random Matrix Theory for Homogenization of Composites
复合材料均匀化的随机矩阵理论
  • 批准号:
    1715680
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference Proposal: Thirteenth International Conference on Continuum Models and Discrete Systems, July 21-25, 2014
会议提案:第十三届连续体模型和离散系统国际会议,2014 年 7 月 21-25 日
  • 批准号:
    1434212
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Homogenization for Sea Ice
海冰均质化
  • 批准号:
    1413454
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Mathematics and Climate Change Research Network
合作研究:数学与气候变化研究网络
  • 批准号:
    0940249
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CMG COLLABORATIVE RESEARCH: Mathematics and Electromagnetics for Monitoring Transport Processes in Sea Ice
CMG 合作研究:用于监测海冰传输过程的数学和电磁学
  • 批准号:
    0934721
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
COLLABORATIVE RESEARCH: Research on Strongly Coupled Plasmas
合作研究:强耦合等离子体研究
  • 批准号:
    0812956
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Analysis and Computation of Electromagnetic Transport in Composite Materials
复合材料中电磁输运的分析与计算
  • 批准号:
    0537015
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Research on Strongly Coupled Plasmas
合作研究:强耦合等离子体研究
  • 批准号:
    0514618
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似海外基金

Control of pulsatile reproductive hormone secretion by sleep-wake transitions
通过睡眠-觉醒转换控制脉动生殖激素分泌
  • 批准号:
    BB/Y003578/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Research Grant
Mechanisms underlying homeotic function across developmental transitions
发育转变过程中同源异型功能的潜在机制
  • 批准号:
    BB/Y006860/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Research Grant
Collaborative Research: Maritime to Inland Transitions Towards ENvironments for Convection Initiation (MITTEN CI)
合作研究:海洋到内陆向对流引发环境的转变(MITTEN CI)
  • 批准号:
    2349935
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Maritime to Inland Transitions Towards ENvironments for Convection Initiation (MITTEN CI)
合作研究:海洋到内陆向对流引发环境的转变(MITTEN CI)
  • 批准号:
    2349934
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Maritime to Inland Transitions Towards ENvironments for Convection Initiation (MITTEN CI)
合作研究:海洋到内陆向对流引发环境的转变(MITTEN CI)
  • 批准号:
    2349936
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Sustainable Transitions through Democratic Design
通过民主设计实现可持续转型
  • 批准号:
    EP/Y036913/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Research Grant
Responses to transitions in science: The transformation of academic practice
对科学转型的回应:学术实践的转变
  • 批准号:
    24K00278
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Toward High Intensity Forbidden EPR Transitions In Bimetallic Complexes
双金属配合物中高强度禁止的 EPR 转变
  • 批准号:
    2419767
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Maritime to Inland Transitions Towards ENvironments for Convection Initiation (MITTEN CI)
合作研究:海洋到内陆向对流引发环境的转变(MITTEN CI)
  • 批准号:
    2349937
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
From foraging to farming. Human adaptations during major transitions
从觅食到耕种。
  • 批准号:
    DP240101081
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 30.7万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了