Disputas: Jan Ludvig Vinningland

Prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Dr. Martin van der Hoef, University of Twente
Professor Alex Hansen, NTNU
Professor Yuri Galperine, Universitetet i Oslo

Sammendrag

Tenk deg ein liten, gjennomsiktig tank som er fylt halvt om halvt med vatn og olje. Sidan olje er lettare enn vatn vil grensa mellom dei to væskelaga vera heilt vannrett så lenge vatnet er nedst og olja er øvst i tanken. Men om vi snur tanken opp ned vil det tyngre vatnet pressa seg gjennom olja under og danna «fingrar» av vatn som peikar nedover og «fingrar» av olje som peikar oppover. Dette har vore kjent i over hundre år (Rayleigh-Taylor instability). Men kva skjer om vi byttar ut olja med luft og vatnet med sand? Når ''sanden'' (som eigentleg er små glasskuler i vårt system) fell gjennom lufta under vil den samla seg i tynne fingrar som liknar det ein ser for to væsker. Eit slikt system er ikkje tidlegare diskutert i vitskapelege publikasjonar. Ved å studera dette relativt enkle systemet kan vi læra mykje om korleis sand og pulver, det vi gjerne kallar granulære materialar, oppfører seg. Ein karakteristisk eigenskap til granulære material er overgangen frå fast til flytande form som skjer utan at temperaturen endrar seg. Jordras er eit godt eksempel på denne overgangen. Dei grunnleggjande prossessane som styrer slike katastrofale fenomen er dårleg forstått, og arbeidet som denne avhandlinga presenterer er eit aldri så lite bidrag til betre forståing av fundamentale granulære prossessar.

Når lufta som er fanga under «sanden» vert pressa gjennom samlinga av kuler, som alle er like store, dannar det seg spesielle mønstre av sandete fingrar og luftfylte bobler. Desse mønstra endrar karakter dersom f.eks storleiken til kulene aukar, og denne avhandlinga presenterer resultat som viser at om vi doblar diameteren til kulene doblar vi og den typiske diameteren til boblene.

Studiet av dette systemet er utført både gjennom eksperiment og simulering. Data modellen som er nytta i simuleringane beskriv korleis kvart enkelt av til saman 160000 små kuler rører seg når lufta vert pressa gjennom systemet. Arbeidet er utført ved gruppa for Avanserte materialer og komplekse systemer ved Fysisk Institutt, Universitetet i Oslo under vegleiing av Eirik Grude Flekkøy og Knut Jørgen Måløy, og i samarbeid med Øistein Johnsen og Renaud Toussaint.

Kontaktperson

For mer informasjon, kontakt Heidi Bruvoll.