Kan wiskunde helpen om het gedrag van vloeistoffen zoals bloed of vloeibaar staal beter te voorspellen?
(17-10-2022) Isabela Roxana Birs onderzoekt in haar doctoraat hoe het gedrag van niet-Newtoniaanse vloeistoffen zoals vloeibaar staal of bloed beter voorspeld kunnen worden met behulp van wiskunde.
Niet-Newtoniaanse vloeistoffen gedragen zich heel apart: als je er traag in roert, lijkt het een doodnormale vloeistof. Maar als je er druk op uitoefent dan wordt het plots keihard. De meeste vloeistoffen die we kennen uit het dagelijkse leven zijn Newtoniaans: hun viscositeit (stroperigheid) hangt niet af van de druk die op zo’n vloeistof wordt uitgeoefend. Bij niet-Newtoniaanse vloeistoffen hangt de viscositeit wel af van de afschuifsneldheid of de vervormingsgeschiedenis. Niet-Newtoniaanse vloeistoffen komen in de praktijk zeer vaak voor, om er een paar op te sommen: bloed, vloeibaar staal, vloeibaar wasmiddel, shampoo, ketchup, lava, drijfzand …
“In mijn doctoraat bied ik een theoretisch en praktisch (experimenteel) kader om dynamica en bewegingsvariaties te testen in niet-Newtoniaanse vloeistoffen”, vertelt Isabela.
“De nieuwigheid van de voorgestelde benadering is dat nieuwe hulpmiddelen uit de wiskunde worden gebruikt om oplossingen te zoeken voor de huidige beperkingen bij het modelleren van niet-Newtoniaanse vloeistoffen”, legt ze uit.
“In samenwerking met Arcelor Mittal Gent heb ik specifiek aandacht besteed aan de modellering van de bewegingseigenschappen van vloeibaar staal als er externe krachthen op uitgeoefend wordt”, vervolgt ze.
“Verder onderzocht ik ook het productieproces van medische pillen. Sommige subprocessen in de productie van pillen brengen immers veranderingen teweeg in bijvoorbeeld de poeder- of vloeistofmengsels waardoor de stromingsomstandigheden van de grondstof veranderen en niet- Newtoniaanse karakteristieken opduiken tijdens het productieproces”, besluit Isabela.
Lees een uitgebreidere samenvatting of het volledige doctoraat
-
Titel doctoraat: Fractionele-ordemodellen ten behoeve van controlestrategieën op basis van materiaaleigenschappen
-
Isabela Roxana Birs behaalde haar Bachelor of Science in het domein Systems Engineering, gevolgd door een Master in Advanced Process Control aan de Technische Universiteit van Cluj-Napoca. In 2021 promoveerde zij aan dezelfde universiteit op het proefschrift "Fractional order control strategies for poorly damped processes". Haar belangrijkste onderzoeksinteresse draait rond fractionele calculus en de vele toepassingen ervan in de modellering en controle van verschillende fysische fenomenen. In januari 2019 startte ze haar doctoraat aan de Universiteit Gent met een FWO-beurs.
Tijdens haar onderzoekscarrière heeft ze 43 papers gepubliceerd die geïndexeerd zijn door Web of Science: 14 tijdschriftartikelen, 1 review en 27 proceedings papers. Ze schreef ook 3 boekhoofdstukken (1 Elsevier, 2 Springer). Haar Web Of Science H-Index is 8, met een accumulatie van 253 citaties sinds het begin van haar onderzoekscarrière in 2017.
Isabela was finalist (Tweede plaats) van de Young Author Award voor de paper: "An Interdisciplinary, Low-Cost Methodological Framework for Analyzing Dynamical Material Properties for Control-Related Applications", uitgereikt in Philadelphia, VS, 2019. Verder is ze winnaar van het EU-COST Action no. 15225 mobility funding program, ter ondersteuning van een mobiliteit van twee weken in de periode 2-16 september 2019 naar de onderzoeksgroep van Prof. Riccardo Caponneto, Universiteit van Catania, Sicilië, Italië. Ze won ook 6 andere prijzen van het Uitvoerend Agentschap voor de financiering van hoger onderwijs, onderzoek, ontwikkeling en innovatie in Roemenië, bestaande uit 2 onderzoeksmobiliteiten en 4 speciale prijzen voor papers gepubliceerd in Q1/Q2-tijdschriften.
Zij is lid van het organisatiecomité van drie internationale conferenties: - The 11th International Federation of Automatic Control (IFAC) Symposium on Biological and Medical Systems, 2021, België - IEEE International Conference on Automation, Quality and Testing, Robotics, Cluj-Napoca, Roemenië 2022 - International Conference on Fractional Signals and Systems 2015, Cluj-Napoca, Roemenië.
Zij is wetenschappelijk evaluator voor meer dan 10 ISI Q1/Q2 tijdschriften, zoals Journal of Automatica Sinica, ISA Transactions, enz. Ze is ook gastredacteur voor Fractals and Fractional (Q1 tijdschrift) waar ze verantwoordelijk is voor de speciale uitgave "Fractional Order Controllers: Design and Applications".
Contact: Isabela Roxana Birs, Dana Copot, Clara-Mihaela Ionescu
-
Redacteur: Jeroen Ongenae - Illustrator: Roger Van Hecke