Szálas szerkezetű anyagok diszkrét mechanikai modellezése

Nyilvántartási szám: 
10/61
Témavezető neve: 
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 

Szálas szerkezetű anyagok előfordulnak a mérnöki gyakorlatban (szálerősítéses anyagok) és
biológiai rendszerekben (sejtváz vagy porózus csontok szerkezete). Ilyen szerkezetek rugalmas
tulajdonságainak vizsgálatára gyakran alkalmaznak olyan modellt, amely hajlékony szálak véletlen
hálózatából áll, ahol a szálakat keresztkötések csatolják egymáshoz. A keresztkötések ezekben a
modellekben egymáshoz képest szabadon elfordulnak. A modell vizsgálata során azt tapasztalták,
hogy a hálózat sűrűségének függvényében vagy a hajlítási, vagy a normál alakváltozások
dominálnak. Ezt a modellt szeretnénk tovább vizsgálni, figyelembe véve a keresztkötések elfordulás
elleni merevségét is. Azt várjuk, hogy az így módosított hálózatban a nyírási alakváltozások szerepe
is jelentős lesz. A modellel szerzett tapasztalatok hasznosak lehetnek a sejtváz viselkedésének
megértésében és a szálerősítéses anyagok vizsgálatában is.

A téma meghatározó irodalma: 
  • M Das, FC MacKintosh, AJ Levine: Effective Medium Theory of Semiflexible Filamentous Networks. Physical Review Letters 99 (2007) 038101.
  • DA Head, AJ Levine, FC MacKintosh: Distinct regimes of elastic response and deformation modes of cross-linked cytoskeletal and semiflexible polymer networks. Physical Review E 68 (2003) 061907.
  • DA Head, AJ Levine, FC MacKintosh: Deformation of Cross-Linked Semiflexible Polymer Networks. Physical Review Letters 91 (2003) 108102.
  • PA Janmey, U Euteneuer, P Traub, M Schliwa: Viscoelastic properties of vimentin compared with other filamentous biopolymer networks. The Journal of Cell Biology 113 (1991) 155-160.
  • S Roy, HJ Qi: Micromechanical model for elasticity of the cell cytoskeleton. Physical Review E 77 (2008) 061916.
  • M Sheinman, CP Broedersz, FC MacKintosh: Nonlinear effective-medium theory of disordered spring networks. Physical Review E 85 (2012) 021801.
  • D Stamenovic, N Wang: Stress transmission within the cell. Comprehensive Physiology 1 (2011) 499-524.
  • Y Tseng, E Fedorov, JM McCaffery, SC Almo, D Wirtz: Micromechanics and ultrastructure of actin filament networks crosslinked by human fascin: a comparison with alpha-actinin. Journal of molecular biology 310 (2001) 351-366.
  • J Wilhelm, E Frey: Elasticity of Stiff Polymer Networks. Physical Review Letters 91 (2003) 108103.
  • A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
  • Physical Review Letters (Scopus/WOS/SCI)
  • Physical Review E (Scopus/WOS/SCI)
  • The Journal of Cell Biology (Scopus/WOS/SCI)
  • Comprehensive Physiology (Scopus/WOS/SCI)
  • Journal of molecular biology (Scopus/WOS/SCI)
  • A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
  • A.B. Schelin, Gy. Károlyi, A.P.S. de Moura, N.A. Booth, C. Grebogi: Chaotic advection in blood flow. Physical Review E 80 (2009) 016213.
  • A.B. Schelin, Gy. Károlyi, A.P.S. De Moura, N.A. Booth, C. Grebogi: Fractal structures in stenoses and aneurysms in blood vessels. Philosophical Transactions of the Royal Society of London A 368 (2010) 5605-5617.
  • T. Bódai, Gy. Károlyi, T. Tél: Fractal snapshot components in chaos induced by strong noise. Physical Review E 83 (2011) 046201.
  • A.E. Motter, M. Gruiz, Gy. Károlyi, T. Tél: Doubly transient chaos: Generic form of chaos in autonomous dissipative systems. Physical Review Letters 111 (2013) 194101.
  • Z. Ábrahám, Gy. Károlyi: Stress-free layers in photoinduced deformations of photoelastomer beams. International Journal of Non-Linear Mechanics 70 (2015) 126-133.
  • A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
  • Z. Toroczkai, G. Károlyi, Á. Péntek, T. Tél, C. Grebogi: Advection of active particles in open chaotic flows. Physical Review Letters 80 (1998) 500-503.
  • G. Károlyi, Á. Péntek, Z. Toroczkai, T. Tél, C. Grebogi: Chemical or biological activity in open chaotic flows. Physical Review E 59 (1999) 5468-5481.
  • G. Károlyi, T. Tél, A.P.S. de Moura, C. Grebogi: Reactive particles in random flows. Physical Review Letters 92 (2004) 174101.
  • G. Károlyi: Fractal scaling of microbial colonies affects growth. Physical Review E 71 (2005) 031915.
  • G. Károlyi, T. Tél: Chemical transients in closed chaotic flows: The role of effective dimensions. Physical Review Letters 95 (2005) 264501.
  • A témavezető eddigi doktoranduszai

    Laczák Lili Eszter (2013/2016/2017)
    Fekete Ferenc (2010//)
    Bibó András (2007/2010/2013)
    Kocsis Attila (2004/2007/2009)
    Státusz: 
    elfogadott