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Modeling the microstructure of biopolymer aerogels using Voronoi tessellation method

Chandrasekaran, Rajesh und Hillgärtner, Markus und Rege, Ameya Govind und Milow, Barbara und Itskov, Mikhail (2021) Modeling the microstructure of biopolymer aerogels using Voronoi tessellation method. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, 20 (1), e202000102. Wiley. doi: 10.1002/pamm.202000102. ISSN 1617-7061.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
376kB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pamm.202000102

Kurzfassung

The bulk properties of biopolymer aerogels depend on their microstructure, which can be tailored by different synthesis and drying methods. Biopolymer aerogels are characterized by a fibrillar morphology having a cellular-like network. The recently proposed constitutive modeling approach by Rege et al. [1] has shown good predictive capabilities in describing the mechanical behavior of such aerogels. Although the model describes the cellular nature and adheres to the cell‐size distributions of aerogels, it is based on the assumption that the network is made up of idealized square-shaped cells. In this contribution, the diversified cellular morphology of aerogels is described computationally using a Laguerre-Voronoi tessellation based approach [2]. The pore-size distribution (PSD) data obtained from experiments accounts for the random cell sizes within the network. Accordingly, Voronoi tessellations are generated to create periodic representative volume elements (RVEs) resembling the microstructural properties of the cellular network. This work is an extension of our previous Voronoi tessellation-based 2-d description of biopolymer aerogels [3].

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/140638/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling the microstructure of biopolymer aerogels using Voronoi tessellation method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chandrasekaran, RajeshRWTH Aachen UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hillgärtner, MarkusRWTH Aachen UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Itskov, MikhailRWTH Aachen UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 Januar 2021
Erschienen in:Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:20
DOI:10.1002/pamm.202000102
Seitenbereich:e202000102
Verlag:Wiley
ISSN:1617-7061
Status:veröffentlicht
Stichwörter:biopolymer aerogel, Voronoi, 3-d, pore-size distribution
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - NGC Fahrzeugstruktur II (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe
Hinterlegt von: Rege, Dr. Ameya Govind
Hinterlegt am:03 Feb 2021 08:07
Letzte Änderung:04 Dez 2023 12:33

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