Soft Matter and Complex Systems Seminar
2006/2007 | 2007/2008 | 2008/2009 | 2009/2010 | 2010/2011 | 2011/2012 | 2012/2013 | 2013/2014 | 2014/2015 | 2015/2016 | 2016/2017 | 2017/2018 | 2018/2019 | 2019/2020 | 2020/2021 | 2021/2022 | 2022/2023 | 2023/2024
2018-06-22 (Friday)
room 1.02, Pasteura 5 at 09:30 
Filip Dutka (IFT UW)Understanding formation of geological dissolution patterns by means of tabletop microfluidic experiments
In nature evolution of dissolution patterns in porous material, such as cave or river formation, takes thousand of years. By numerically solving Darcy's law for fluid flow combined with advection-dispersion-reaction equation for the dissoultion agent, one can track the evolving dissolution patterns. There are two options to verify accuracy of numerical simulations, performed approximations and assumptions. One can wait very, very long time for the dissolution pattern to evolve in the field or perform many small-scale dissolution experiments. During the talk I will present several types of microfluidic experiments of gypsum dissolution which can serve as benchmarks for numerical code verification. This tabletop experiments can help us in understanding formation of geological dissolution patterns.
2018-05-25 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Gustavo Abade (IGF UW)Broadening of droplet spectra and stochastic activation in turbulent clouds
Precipitation in warm (ice-free) clouds can only be initiated after the droplet-size distribution evolves to include a spread of sizes and fall speeds. This talk presents cloud parcel stochastic simulations to study the evolution of the cloud droplet-size distribution under the influence of cloud turbulence, entrainment, and activation of entrained cloud condensation nuclei (CCN). Entrainment events, turbulent mixing inside the parcel, and the resulting stochastic droplet activation and growth by condensation are simulated using a Monte Carlo scheme. In consistency with previous large-eddy simulations (LES), our idealized parcel model reproduces broadening of the droplet size distribution towards smaller sizes due to permanent insertion of environmental CCN. Turbulence plays a key role in stochastically activating the entrained CCN and broadening the spectrum also towards larger sizes.
2018-05-18 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Anna Trykozko (ICM UW)Modelowanie przepływów w ośrodkach porowatych w mikroskali: mikroobrazowanie, modele, symulacje – część druga
W odpowiednio małej skali przestrzennej (mikroskala) w ośrodku porowatym można wyróżnić strukturę stałego szkieletu oraz pustych przestrzeni – porów, w których następuje przepływ. Procedura komputerowego modelowania przepływów odnosząca się do mikroskali obejmuje kilka etapów, począwszy od pozyskania opisu mikroskalowej struktury ośrodka porowatego i zdefiniowania na tej podstawie geometrii obszarów obliczeniowych, poprzez wykonywanie numerycznych symulacji przepływu, po wizualizację wyników. Na podstawie uśrednionych rozwiązań równań przepływu w mikroskali można budować lub ulepszać modele obowiązujące w większych skalach przestrzennych oraz wyznaczać ich parametry. Ta część seminarium zostanie poświęcona modelowaniu przepływów w ośrodkach słabo przepuszczalnych.
2018-04-27 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Piotr Morawiecki (IFT UW)Simulation of wood pyrolysis in chosen experimental reactors
Biomass heated to high temperatures in absence of oxygen undergoes a serie of chemical processes, including evaporation and pyrolysis. As a result complex organic molecules (like cellulose, hemicellulose and lignin) are transformed to simpler molecules forming flamable gases, liquid hydrocarbons and charcoal. As my master thesis I'm conducting computer simulations of the pyrolysis process for thermally thick wood particles in three experimental gasification reactors. The approach is based on finite volume method (FVM) combining chemical, thermodynamical and fluid dynamics models. The results can be compared to the experimental data, including temperature and mass loss time series, cross sections of wood particles and results of Particle Image Velocitymetry. During the seminar I'm going to present the topic, mathematical models and numerical approach as well as the most promising results obtained so far.
2018-04-20 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Piotr Zdybel (IFT UW)Kwantowa krytyczność dla masowo oraz spinowo niezrównowazonych mieszanin Fermiego (część II)
W wystąpieniu przedstawię analityczne wyniki dotyczące występowania kwantowego punktu krytycznego (punktu krytycznego w T=0) dla spinowo oraz masowo niezrównoważonych mieszanin fermionowych na poziomie teorii średniego pola. Okazuje się, że w przypadku trójwymiarowym możliwe jest sprowadzenie punktu trójkrytycznego do zerowej temperatury. Oznacza to, że przemiana fazowa jest wtedy ciągła aż do T=0 i diagram fazowy posiada kwantowy punkt krytyczny. W sytuacji dwuwymiarowej występowanie kwantowego punktu krytycznego jest wykluczone. Do analizy przedstawionej sytuacji wykorzystuję rozwinięcie wielkiego potencjału termodynamicznego w szereg potęgowy względem parametru porządku (tzw. rozwinięcie Landaua). Pokażę, że rozwinięcie Landaua jest dobrze zdefiniowane w granicy T→0+ za wyjątkiem niewielkiego podzbioru parametrów układu, który zawiera w sobie także wartości parametrów odpowiadające standardowej teorii BCS. Wykorzystując asymptotyczne rozwinięcie niskotemperaturowe (rozwinięcie Sommerfelda) zademonstruję uniwersalne zachowanie linii przemiany fazowej w pobliżu kwantowego punktu krytycznego. Na koniec opowiem o wpływie fluktuacji parametru porządku na uzyskane wyniki.
2018-04-13 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Piotr Zdybel (IFT UW)Kwantowa krytyczność dla masowo oraz spinowo niezrównowazonych mieszanin Fermiego
W wystąpieniu przedstawię analityczne wyniki dotyczące występowania kwantowego punktu krytycznego (punktu krytycznego w T=0) dla spinowo oraz masowo niezrównoważonych mieszanin fermionowych na poziomie teorii średniego pola. Okazuje się, że w przypadku trójwymiarowym możliwe jest sprowadzenie punktu trójkrytycznego do zerowej temperatury. Oznacza to, że przemiana fazowa jest wtedy ciągła aż do T=0 i diagram fazowy posiada kwantowy punkt krytyczny. W sytuacji dwuwymiarowej występowanie kwantowego punktu krytycznego jest wykluczone. Do analizy przedstawionej sytuacji wykorzystuję rozwinięcie wielkiego potencjału termodynamicznego w szereg potęgowy względem parametru porządku (tzw. rozwinięcie Landaua). Pokażę, że rozwinięcie Landaua jest dobrze zdefiniowane w granicy T→0+ za wyjątkiem niewielkiego podzbioru parametrów układu, który zawiera w sobie także wartości parametrów odpowiadające standardowej teorii BCS. Wykorzystując asymptotyczne rozwinięcie niskotemperaturowe (rozwinięcie Sommerfelda) zademonstruję uniwersalne zachowanie linii przemiany fazowej w pobliżu kwantowego punktu krytycznego. Na koniec opowiem o wpływie fluktuacji parametru porządku na uzyskane wyniki.
2018-04-06 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Jakub Pękalski (IChF PAN)Self-assembly of stripes under confinement (part II)
The competition between depletion-induced attraction and electrostatic repulsion in colloid-polymer mixtures can lead to self-assembly of variety of inhomogeneous structures. On quasi two-dimensional interfaces with increasing density clusters, stripes or bubbles are predicted by theoretical studies and computer simulations. The periodic boundary conditions which are typically used to model the bulk enhance periodic ordering of the structures. It is then of interest, what happens to the ordering when different type of boundary conditions are used. In this talk, I will review results obtained with A. Ciach and N. G. Almarza on the properties of the stripe phase in systems with different boundary conditions. In particular, I will present the influence of (i) semi-infinite slit confinement [1], (ii) closed and curved surface of spherical shape [2], (iii) closed and flat surface of hexagonal shape.
[1] N. G. Almarza, J. Pękalski, A. Ciach "Effects of confinement on pattern formation in two dimensional systems with competing interactions" Soft Matter 12, 7551-7563 (2016)
[2] J. Pękalski, A. Ciach, "Orientational ordering of lamellar structures on closed surfaces" (2018) (submitted)
[1] N. G. Almarza, J. Pękalski, A. Ciach "Effects of confinement on pattern formation in two dimensional systems with competing interactions" Soft Matter 12, 7551-7563 (2016)
[2] J. Pękalski, A. Ciach, "Orientational ordering of lamellar structures on closed surfaces" (2018) (submitted)
2018-03-23 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Jakub Pękalski (IChF PAN)Self-assembly of stripes under confinement
The competition between depletion-induced attraction and electrostatic repulsion in colloid-polymer mixtures can lead to self-assembly of variety of inhomogeneous structures. On quasi two-dimensional interfaces with increasing density clusters, stripes or bubbles are predicted by theoretical studies and computer simulations. The periodic boundary conditions which are typically used to model the bulk enhance periodic ordering of the structures. It is then of interest, what happens to the ordering when different type of boundary conditions are used. In this talk, I will review results obtained with A. Ciach and N. G. Almarza on the properties of the stripe phase in systems with different boundary conditions. In particular, I will present the influence of (i) semi-infinite slit confinement [1], (ii) closed and curved surface of spherical shape [2], (iii) closed and flat surface of hexagonal shape.
[1] N. G. Almarza, J. Pękalski, A. Ciach "Effects of confinement on pattern formation in two dimensional systems with competing interactions" Soft Matter 12, 7551-7563 (2016)
[2] J. Pękalski, A. Ciach, "Orientational ordering of lamellar structures on closed surfaces" (2018) (submitted)
[1] N. G. Almarza, J. Pękalski, A. Ciach "Effects of confinement on pattern formation in two dimensional systems with competing interactions" Soft Matter 12, 7551-7563 (2016)
[2] J. Pękalski, A. Ciach, "Orientational ordering of lamellar structures on closed surfaces" (2018) (submitted)
2018-03-16 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Przemysław Czechowski (IFT UW)Geometric analysis of phase-space for mass conserving two component reaction-diffusion systems (part 2)
Intracellular self-organization by interacting proteins canbe described using nonlinear reaction-diffusion equations for the densities of the protein's conformational states. Due to the nonlinearity of interactions, it is usually impossible to find the time evolution and equilibrium states for such systems analytically. A novel framework, recently developed by Halatek, Brauns, and Frey, using the concepts of mass redistribution and moving local equilibria is introduced. This framework leads to a two-dimensional phase-space analysis of the reaction--diffusion system, and thereby allows to easily describe and predict the emergence of phenomena like stability, instability, and finally pattern formation in such systems.
2018-03-09 (Friday)
room 1.40, Pasteura 5 at 09:30
Przemysław Czechowski (IFT UW)Geometric analysis of phase-space for mass conserving two component reaction-diffusion systems
Intracellular self-organization by interacting proteins canbe described using nonlinear reaction-diffusion equations for the densities of the protein's conformational states. Due to the nonlinearity of interactions, it is usually impossible to find the time evolution and equilibrium states for such systems analytically. A novel framework, recently developed by Halatek, Brauns, and Frey, using the concepts of mass redistribution and moving local equilibria is introduced. This framework leads to a two-dimensional phase-space analysis of the reaction--diffusion system, and thereby allows to easily describe and predict the emergence of phenomena like stability, instability, and finally pattern formation in such systems.