Una coppia di ricercatori, uno con il Max Planck Institute of Brain Research, l'altro con l'Imperial College, ha trovato modi più efficienti per mescolare due fluidi usando simulazioni eseguite su un supercomputer. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Fluids , Maximilian Eggl e Peter Schmid descrivono i fattori che hanno preso in considerazione nella creazione delle loro simulazioni e le strategie che hanno riscontrato che hanno funzionato meglio.

La miscelazione di due fluidi è molto comune, dalla miscelazione della panna al caffè, alla cottura di una torta, alla fabbricazione del cemento. Mescolare due fluidi per creare una soluzione ragionevolmente omogenea è vitale per un'ampia gamma di attività umane. Ma qual è il modo migliore per farlo? Le persone usano spesso una singola paletta rotonda nel loro caffè, i fornai usano una varietà di fruste e gli industriali usano un'ampia varietà di palettine sagomate e talvolta più di una. In questo nuovo sforzo, Eggl e Schmid hanno cercato di trovare un approccio più generale per una miscelazione efficiente di due fluidi.

Il lavoro dei ricercatori prevedeva l'inizio di una semplice simulazione in cui c'erano due soluzioni pure in un contenitore cilindrico separate nel mezzo e due agitatori, uno in ciascuna soluzione. La simulazione ha mostrato come i due fluidi si mescolassero mentre gli agitatori si muovevano entrambi a velocità costante attorno al cilindro. I ricercatori hanno quindi eseguito più istanze della simulazione modificando uno o più fattori prima di ogni corsa, accelerando, ad esempio, o modificando il percorso degli agitatori o la loro forma, il tutto nel tentativo di ottimizzare la miscelazione. Durante l'esecuzione di ciascuna simulazione, i ricercatori hanno notato l'efficienza con cui i fattori forniti hanno lavorato insieme per combinare le due soluzioni.

Nel corso del tempo, i ricercatori hanno scoperto che alcuni fattori hanno funzionato meglio di altri, ad esempio avere un agitatore che si muove più velocemente dell'altro o avere determinate forme della paletta. Hanno anche scoperto che, nel complesso, gli agitatori con bordi lisci funzionavano meglio di quelli con bordi taglienti. E hanno scoperto che posizionare un agitatore in una posizione più alta era meglio e anche che gli agitatori si muovessero in direzioni opposte aiutava.

Hanno anche scoperto che l'aggiunta di un piccolo jiggle alla fine di un'agitazione creava più vortici e quindi più mescolanza. La coppia di ricercatori conclude suggerendo che il loro approccio potrebbe essere utilizzato per aiutare a ottimizzare la miscelazione di soluzioni in applicazioni specifiche per aumentare l'efficienza e creare prodotti più arricchiti. + Esplora ulteriormente

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