Technical Mechanics (Council of Physical Sciences)
60 %
Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)
40 %
Panel
Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent
Department of Physics (Budapest University of Technology and Economics)
Participants
Kiss, Endre
Starting date
2006-02-01
Closing date
2011-01-31
Funding (in million HUF)
3.198
FTE (full time equivalent)
6.04
state
closed project
Summary in Hungarian
A tervezett kutatómunka a nemegyensúlyi termodinamika különféle alkalmazásaira irányul, és egy hasonló című OTKA támogatású kutatómunka folytatása. Folytatni kívánjuk a modern termodinamika alkalmazási körének bővítését, valamint az eddigi és a további munkánk során felmerülő alapkérdések tisztázását. A nem-egyensúlyi hőmérséklet kérdése kapcsolódik a sugárzásos hőterjedés leírásához, a dinamikai szabadsági fokok transzportja a turbulenciáéhoz. A dinamikai változók kiválasztásának kérdése jelentősen befolyásolja a leírás egyszerűségét. A nem-egyensúlyi termodinamika alapfogalmait kívánjuk pontosabbá és egyszerűbbé tenni a szélesebb körű alkalmazások kedvéért valamint új alkalmazásokat kívánunk kidolgozni. Célbavett alkalmazás az élő szövetek reológiai modellezése. A BME-n megalakult biomechanikai kutatóközpont kezdeményezésvel kooperáció indul a Münsteri Orvosi Egyetemmel. A kooperációban részt vállalunk az állkapocs csontszövetének alakváltozásait leíró anyagtörvények továbbfejlesztésével és új modellek megalkotásával.
Az alapkérdések területén elsősorban a racionális termodinamikai "Liu-féle eljárás" és Gyarmati-féle variációs elv viszonyát kívánjuk felderíteni. Vizsgálni kívánjuk a Muschik-féle "kontakt" hőmérsékletek és a dinamikai szabadsági fokok transzportjának elmélete közötti összefüggéseket. Szeretnénk vizsgálni a lehetőségeit az alapvető fizikai és más természettörvények termodinamikai megalapozásának.
Az eddigi kutatásaink során nyitva maradt kérdések tisztázására törekszünk. Meg szeretnénk mutatni a tudományos világnak, hogy az irreverzibilis termodinamika alaptörvényei-különösen az Onsager-Casimir-féle reciprocitási relációk-sokkal szélesebb körben érvényesek, mint amit ismert bizonyításuk garantál és hogy az irreverzibilis termodinamika a legalapvetőbb kérdések tisztázásánál is hasznos és hatékony módszereket szolgáltat. Továbbra is foglalkozni kívánunk a kémiai reakciókinetika irreverzibilis termodinamikai keretbe ágyazásával, ami egyben Gyarmati István szellemi hagyatékának ápolása is. Ez utóbbi vonatkozásban sok sikeres próbálkozás szolgál útmutatásul, de ismerünk olyan nemlineáris folyamatot is, amely számos, a reakciókinetika módszereinek általánosíthatóságát cáfoló evidenciával szolgál.
Summary
The project aims the applications of non-equilibrium thermodynamics. We intend to go on with widening the realm of the applications of non-equilibrium thermodynamics, moreover, to study the the basic problems emerged during our former research. The problem of non-equilibrium temperature is closely related to radiating heat transfer, the transport of the dynamic degrees of freedom to fluid turbulence. The proper choice of the dynamic variables is a corner stone to the simplicity of modeling. We want to make the basic principles of non-equilibrium thermodynamics simpler and more exact for the sake of wider field of applications and even of new ones. The main target is the modeling of living tissues. A new cooperation is getting established between The Medical University, Münster and BUTE. We intend to take part in it with developing even new models for the mechanical behavior of human bones especially the jaws.
As for the basic problems, the relation between Liu's procedure and Gyarmati's principle, moreover, between Muschik's contact temperatures and the theory of the transport of the dynamic degrees of freedom are to be elucidated. The relations of the laws of thermodynamics and the other basic laws of physics are also intended to study.
The questions left open in the past are to be answered. We want to show the scientific world that the realm of validity of the Onsager-Casimir reciprocal relations is much wider as expected on the ground of the known proofs and thermodynamics is an effective and powerful tool to study even the most fundamental problems.
We would like to study how chemical kinetics can be embedded into the non-equilibrium thermodynamics, to go on with István Gyarmati's path. The chemical kinetics has been proposed to apply for several things but some known non-linear processes disprove its limitless applicability.
Final report
Results in Hungarian
A termodinamika variációs elveinek alkalmazásai terén 2007 óta új
kutatási vonal indult a reciprocitási relációk elfogadottságának
felderítésére.
A termodinamika mechanikai alkalmazásai terén:
A termodinamika és a termodinamikai reológia eredményeinek, módszereinek
propagálása és új alkalmazási területek felderítése.
A termoelaszticitás új termodinamikai elméletének megalapozása.
Az entrópiatranszport sűrűség formulájának általánosítása
felveti a hő és a munka fogalmainak az általánosan elterjedtektől
eltérő, a modern igényeknek is megfelelő értelmezését.
Az elektromosan töltött test mechanikai mozgásegyenletének
összehangolása az elektrodinamika elméletével.
A hő klasszikus definiciója nem-egyensúlyi rendszerekben tarthatatlan.
Az Onsager-Casimir-féle reciprocitási relációk sokkal
általánosabb érvényűek, mint amit az ismert bizonyítások mutatnak.
Az elektronikus eszközökben használt NiMH akkumulátorok termodinamikai
modellezéséhez tervezett kísérletek előkészítése.
(Nagyon nehézkesen haladok.)
Results in English
A new line concerning the variational principles of thermodynamics has
opened to find out the acceptance of the reciprocal relations since
2007.
Applying thermodynamics in mechanics:
Propagating the results and methods of thermodynamics and thermodynamic
rheology and looking for new fields of applications.
Foundation of a new thermodynamic theory for thermal stress.
The reinterpretation of the entropy transport involves the
reconsideration of the generally used ideas of heat and work to fit them
to the modern demands.
Fitting the equation of motion of a charged body to electrodynamics.
The classical definition of heat can not be maintained out of
equilibrium; correct modeling entropy flow can overrule their weakness.
The Onsager-Casimir reciprocal relations are much more
general then coming from the known proofs.
Preparing experiments with rechargeable batteries.
(I cam manage but hardly.)
Further plans for publications and research:
To go on with fitting thermodynamics and the theory of electromagnetic radiation.
Investigating the structure and possible generalizations of the Onsager-Casimir reciprocal relations.
To fit thermodynamics and quantum theory.
József Verhás: White Areas on the Map of Applying Non-Equilibrium Thermodynamics: On the Self Accelerating Electron., Atti dell'Accademia Peloritana dei Pericolanti Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali Vol. LXXXV, C1S0701023 (2007) - Suppl. 1, 2007
József Verhás: Modeling in Non-Equilibrium Thermodynamics., CPEA'07, Conference and Course on Continuum Physics and Engineering Applications June 2-11, 2007, Ráckeve (Budapest), Hungary, 2007
József Verhás: Does Electrodynamics Violate the First Law?, International Symposium on Trends in Continuum Physics, Lviv, Ukraine, September 16-20, 2007, 2007
József Verhás: Thermodynamics of Deformations, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig 2006. február 3. elhengzott előadás, 2006
József Verhás: Jaumann derivált a reológiában., Az MTA Földtudományi Osztálya, Geonomikai Alosztálya, Jaumann emlékülés, 2006 október 25 elhangzott előadás, 2006
Kiss Endre: Quasilinear Parabolic Type Variational Solution for Fourier Irreversible Heat Conduction Process with Minimum Principle in Case of Finite Signal Rate., MAXENT 2006 Twentysixth International Workshop on Bayesian Inference and Maximum Entropy Method in Science and Engineering. Paris, 2006. VII. 8-13., 2006
Verhás József: Mit ajánl a nemegyensúlyi termodinamika a biomechanikának?, II. Magyar Biomechanikai Konferencia, Debrecen, 2006 július 01, 2006
József Verhás: Thermoelasticity and entropy flow, Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 2008, 57, 3, 142–144 (http://www.kirj.ee/public/proceedings_pdf/2008/issue_3/proc-2008-3-142-144.pdf), 2008
József Verhás: WHITE AREAS ON THE MAP OF APPLYING NON-EQUILIBRIUM THERMODYNAMICS: ON THE SELF ACCELERATING ELECTRON, Atti dell'Accademia Peloritana dei Pericolanti Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali Vol. LXXXVI, C1S0801023 (2008) - Suppl. 1, 2008
József Verhás: MÄULLER'S K VECTOR IN THERMOELASTICITY., STAMM, Levico (Italy) September 22-25, 2008 (http://www-dimat.unipv.it/pier/STAMM08-files/contributi/Jozsef-Verhas.pdf), 2008
József Verhás: Dilemma of Heat or Work., Joint European Thermodynamics Conference, JETC X, Copenhagen, 22–24 June 2009, 2009
J. Verhas.: Irreversibility and Quantum Mechanics?, In STAMM 2010, International Symposium on Trends in Applications of Mathematics to Mechanics, Berlin, Germany, August 30th till September 2nd, 2010, 2010
