Dr Thomas Barker

Cyhoeddiad

• Date
• Type

Ymchwil

Ar hyn o bryd fy mhrif feysydd ymchwil yw:

Modelu llifoedd gronynnog mewn diwydiant:  Meddyliwch am yr holl fwydydd, cemegau glanhau a meddyginiaethau o amgylch eich cartref sy'n cael eu gwneud o bowdrau a grawn. Mae pob un o'r cynhyrchion neu'r cynhwysion hyn yn tarddu o ddiwydiant neu amaethyddiaeth ac wedi dod atoch trwy brosesu, cymysgu a chludiant. Er mwyn gwneud y gorau o'r daith hon, ac i sicrhau canlyniadau dibynadwy, mae angen modelau cywir ar gyfer deunyddiau gronynnog sy'n llifo. Un agwedd y mae angen mynd i'r afael â hi yw bod grawn go iawn yn wahanol o ran maint, dwysedd a siâp hyd yn oed o fewn un sampl.

Rheoleg llif gronynnog tri dimensiwn:  Unwaith y bydd y cyfyngiad i lif 2D yn cael ei godi, mae llawer o 'fathau' newydd o anffurfiad materol yn bosibl. Mae hyn yn ei dro yn ehangu'r cysylltiadau posibl rhwng straen a chyfradd straen. Felly, gallai llunio cysylltiadau cyfansoddol  ar gyfer deunydd gronynnog sy'n llifo mewn 3D fod yn anodd iawn - gan ofyn am lawer o fesuriadau arbrofol ar gyfer gosod modelau. Diolch byth, gellir lleihau'r cymhlethdod hwn yn fawr trwy ddefnyddio cysyniadau allweddol sy'n tarddu o thermodynameg ystadegol a geometreg wahaniaethol

Tirlithriadau llong danfor:  Gall daeargrynfeydd, gwaddod a symudiad rhewlifoedd sbarduno tirlithriadau ar wely'r cefnfor. Er bod y rhan fwyaf o ddiniwed, gall digwyddiadau eithafol niweidio ceblau cyfathrebu tanfor ac yn yr achosion gwaethaf achosi tonnau Tsunami dinistriol. Oherwydd y gwahaniaethau enfawr o ran maint rhwng grawn creigiau gwely'r môr a dyfnderoedd nodweddiadol y cefnfor, mae modelu'r prosesau hyn yn dibynnu ar ddefnyddio fframweithiau amlraddfa'n cysylltu disgrifiadau mathemategol sy'n briodol ar raddfeydd hyd gwahanol.

Deinameg llif atal:  Pan fydd grawn a hylifau'n cymysgu, gall fod llawer o ganlyniadau gwahanol, ac yn aml yn flêr. Is-set bwysig o'r rhain yw achos grawn symudol sydd wedi'u trochi'n llawn, y gelwir y system gyfun o grawn + hylif ar eu cyfer yn ataliad. Oherwydd bod y grawn yn gallu symud o'i gymharu â'r hylif, gall grymoedd sy'n gweithredu ar y cymysgedd effeithio ar y ddau gam yn annibynnol. Gall modelau da ar gyfer deinameg llif atal fod yn ddefnyddiol i sment cymysgwyr, gwneuthurwyr cacennau a gweithgynhyrchwyr past dannedd, sydd i gyd yn dibynnu ar gymysgu da powdrau gronynnog â dŵr i gyflawni cynhyrchion terfynol o ansawdd uchel yn ddibynadwy

Addysgu

Ar hyn o bryd rwy'n addysgu'r modiwlau canlynol:

• Vector Calculus (MA2031) - mae'r cwrs ail flwyddyn hwn yn dilyn ymlaen o Calculus of Several Variables (MA2001) trwy ehangu'r cymhwysiad calcwlws amlamrywiol i feysydd fector. Mae'r cwrs yn cwmpasu gweithredwyr gwahaniaethol, gan gynnwys y gweithredwyr div, gradd a chyrl enwog, ac integreiddio meysydd dros ranbarthau cymhleth, gan gynnwys integralau llinell, arwyneb a chyfaint. Mae cymwysiadau yn y byd go iawn, sy'n dod o e.e. modelu hinsawdd, electromagnetiaeth, a dynameg poblogaeth, yn ysgogi ac yn fframio cynnwys y cwrs. 
  
  
• Dynameg Hylif (MA3305) - hylifau fel dŵr, gwaed ac olew yn sail i'n bywydau bob dydd. Mae'r cwrs hwn yn cyflwyno'r offer mathemategol (hafaliadau differol rhannol) a ddefnyddir i ddisgrifio'r deunyddiau eang hyn. Rydym yn dechrau trwy ystyried hylifau anweledig 'delfrydol' a ddisgrifir gan hafaliadau Euler, y gallwn fodelu tonnau a llif penodol mewn geometreg gymhleth. Yna rydym yn datblygu dealltwriaeth o gludedd hylif, gan arwain at hafaliadau Navier-Stokes, sy'n ein galluogi i fodelu llif mewn pibellau, sianeli ac incleiniau i lawr. Mae'r cwrs yn gorffen gyda throsolwg o bynciau uwch, gan gynnwys aflonyddwch, haenau ffin, ac effeithiau llif nad ydynt yn Newtonaidd. 

Bywgraffiad

Yn ystod 2019-2021 cwblheais swydd Cydymaith Ymchwil Ôl-ddoethurol ym Mhrifysgol Caeredin gan ddatblygu modelau ar gyfer Ceryntau Dwysedd Pyroclastig (eirlithriadau gronynnog poeth, cyflym a pheryglus iawn ar losgfynyddoedd). Ar gyfer hyn, defnyddiais ddeinameg hylif aml-gam ochr yn ochr ag Efelychiadau Gronynnau Gwasgaredig a Hylif-Coupled

Cyn hyn, cwblheais fy PhD a'm swydd Ôl-ddoethurol gyntaf ym Mhrifysgol Manceinion yn astudio modelau mathemategol ar gyfer Gronynnog Flow. Roedd hyn yn cynnwys Efelychiadau Llif Di-Newtonian, Dadansoddiad Sefydlogrwydd Llinol gan gynnwys asesu Posibilrwydd Lles, a chynnig modelau newydd yn seiliedig ar Ddadansoddiad Dimensiwn ac Arbrofion Labordy ar Raddfa Fach

Roedd fy MPhys israddedig mewn Ffiseg hefyd ym Mhrifysgol Manceinion lle roeddwn yn arbenigo mewn Llif Hylif Viscous, Dynameg Nonlinear a Ffiseg Ystadegol. Teitl fy nhraethawd ymchwil oedd 'Modelu Awtomeiddio Cellog o Arwahanu Gronynnog'

Meysydd goruchwyliaeth

Rwy'n croesawu diddordeb gan ddarpar fyfyrwyr PhD ac ymchwilwyr ôl-ddoethurol sy'n awyddus i weithio ym meysydd:

• Deunyddiau gronynnog
• Llif atal
• Modelu prosesau geoffisegol
• Ceisiadau diwydiannol
• Hylifau nad ydynt yn Newtonaidd
• Dulliau rhifiadol ar gyfer mecaneg continwwm

Goruchwyliaeth gyfredol

Rhys James