LEAPS-MPS: Network Statistics of Rupturing Foams

LEAPS-MPS:破裂泡沫的网络统计

基本信息

  • 批准号:
    2316289
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21.49万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Foams form when pockets of air are trapped inside a liquid or solid material. The structures and symmetries found in foams have drawn the attention of pure mathematicians for centuries, but physical properties of foams, both desirable and undesirable, are also highly relevant in industry and manufacturing. This project will study statistical properties of two-dimensional foams in a controlled setting through compressing a soap foam between two transparent plates and heating to induce edge breaking. The network dynamics will be then captured through image processing algorithms. The underlying differential equations for modeling ruptures, a variation of the so-called coagulation equations describing sticky particle aggregation, will also be rigorously analyzed. Because the elimination of foam is vital in multiple industrial processes such as in the production of detergents, the project aims to generate data directly related to rates of foam reduction to shed light on how to optimize this process. The project includes undergraduate research training opportunities and outreach activities to local high schools focused on data science.The study of microstructure, or composition of materials at small scales, is critical for understanding material properties at the macroscopic level. While much has been written about the coarsening of microstructure via gas diffusion across cell walls, this project will focus on the experimental generation and theoretical modeling of two-dimensional foams with edge rupture induced by heating. Using cell-tracking algorithms commonly found in morphology, the project will examine the evolving network statistics such as topological frequencies, coarsening rates, and the creation and growth of massive cells. Because the second-order reaction of cell merging resulting from rupture can be modeled through processes like the Smoluchowski coagulation equation, this project will consider a class of these equations inspired by this merging and will focus on rigorously deriving properties of the resulting cluster statistics. The long-term goal being to use the experimental, computational, and theoretical methods developed in this study for constructing a general theory of coarsening processes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
当液体或固体材料内滞留空气时,就会形成泡沫。几个世纪以来,泡沫中发现的结构和对称性一直吸引着纯数学家的注意,但泡沫的物理特性,无论是理想的还是不良的,在工业和制造业中也高度相关。该项目将通过在两个透明板之间压缩肥皂泡沫并加热以引起边缘破裂,研究受控环境下二维泡沫的统计特性。然后通过图像处理算法捕获网络动态。用于模拟破裂的基本微分方程(描述粘性颗粒聚集的所谓凝结方程的变体)也将得到严格分析。由于泡沫的消除在洗涤剂生产等多种工业过程中至关重要,因此该项目旨在生成与泡沫减少率直接相关的数据,以阐明如何优化该过程。该项目包括本科生研究培训机会以及针对当地高中的数据科学外展活动。微观结构或小尺度材料成分的研究对于宏观层面上理解材料特性至关重要。虽然已经有很多关于通过气体扩散穿过细胞壁来粗化微观结构的文章,但该项目将重点关注加热引起边缘破裂的二维泡沫的实验生成和理论建模。该项目将使用形态学中常见的细胞跟踪算法来检查不断发展的网络统计数据,例如拓扑频率、粗化率以及大量细胞的创建和生长。 由于破裂导致的细胞合并的二级反应可以通过 Smoluchowski 凝固方程等过程进行建模,因此该项目将考虑受这种合并启发的一类方程,并将重点放在严格推导所得簇统计数据的属性上。长期目标是使用本研究中开发的实验、计算和理论方法来构建粗化过程的一般理论。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优点和技术进行评估,被认为值得支持。更广泛的影响审查标准。

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 }}

Joseph Klobusicky其他文献

An S-Box construction from exponentiation in finite fields and its application in RGB color image encryption
有限域求幂的S-Box构造及其在RGB彩色图像加密中的应用
  • DOI:
    10.1007/s11042-023-17046-6
  • 发表时间:
    2023-10-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Steven T. Dougherty;Joseph Klobusicky;S. Șahinkaya;Deniz Ustun
  • 通讯作者:
    Deniz Ustun

Joseph Klobusicky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 }}

相似国自然基金

PS-MPs环境暴露干扰甲状腺—棕色脂肪对话引发糖脂代谢紊乱的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370847
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
融合MPS与GAN的复杂地质结构三维重建方法研究
  • 批准号:
    42372341
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Mps1磷酸化RPA2增强ATR介导的DNA损伤修复促进高级别浆液性卵巢癌PARP抑制剂耐药的机制研究
  • 批准号:
    82303896
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高效求解破损船舶运动问题的势流-MPS耦合数值方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
HIF-1α介导SOX17抑制纺锤体装配检查点相关基因Mps1调控滋养细胞功能的机制研究
  • 批准号:
    82101760
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

LEAPS-MPS: Photodynamic Hybrid Polymer Network Sponges and their Structure-Property Relationships
LEAPS-MPS:光动力杂化聚合物网络海绵及其结构-性能关系
  • 批准号:
    2137672
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 21.49万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Predicting HIV-related Behaviors of Social Networks in a MPS Environment
预测 MPS 环境中社交网络的 HIV 相关行为
  • 批准号:
    8530281
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21.49万
  • 项目类别:
Predicting HIV-related Behaviors of Social Networks in a MPS Environment
预测 MPS 环境中社交网络的 HIV 相关行为
  • 批准号:
    8309291
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21.49万
  • 项目类别:
Predicting HIV-related Behaviors of Social Networks in a MPS Environment
预测 MPS 环境中社交网络的 HIV 相关行为
  • 批准号:
    8727096
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21.49万
  • 项目类别:
Predicting HIV-related Behaviors of Social Networks in a MPS Environment
预测 MPS 环境中社交网络的 HIV 相关行为
  • 批准号:
    8145638
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21.49万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了