Skip to main content

2016 | Supplement | Buchkapitel

Homotopy Method for Viscous Cosserat Rod Model Describing Electrospinning

verfasst von : Walter Arne, Javier Rivero-Rodriguez, Miguel Pérez-Saborid, Nicole Marheineke, Raimund Wegener

Erschienen in: Progress in Industrial Mathematics at ECMI 2014

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The dynamics of viscous jets in electrospinning processes varies from drop forming, whipping to coiling depending on the parameter regime. To investigate the practically relevant whipping regime more closely we use an asymptotic Cosserat rod model that is given by a stiff boundary value problem of ordinary differential equations. For the efficient simulation of the six-parametric problem we present a numerical approach that is based on a continuation-collocation method. On top of an implicit Runge-Kutta discretization of fourth order, suitable initial guesses and global convergence of the applied Newton method are achieved by a recursive continuation strategy. The numerical results are very convincing, they show the jet characteristics observed in the experiments.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Fußnoten
1
For details on experiments, physical effects and modeling of the electrospinning process we refer to the proceeding article Setup of viscous Cosserat rod model describing electrospinning by J. Rivero-Rodriguez et al.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Arne, W., Marheineke, N., Meister, A., Wegener, R.: Numerical analysis of Cosserat rod and string models for viscous jets in rotational spinning processes. Math. Models Methods Appl. Sci. 20(10), 1941–1965 (2010)MathSciNetCrossRefMATH Arne, W., Marheineke, N., Meister, A., Wegener, R.: Numerical analysis of Cosserat rod and string models for viscous jets in rotational spinning processes. Math. Models Methods Appl. Sci. 20(10), 1941–1965 (2010)MathSciNetCrossRefMATH
2.
Zurück zum Zitat Arne, W., Marheineke, N., Wegener, R.: Asymptotic transition from Cosserat rod to string models for curved viscous inertial jets. Math. Models Methods Appl. Sci. 21(10), 1987–2018 (2011)MathSciNetCrossRefMATH Arne, W., Marheineke, N., Wegener, R.: Asymptotic transition from Cosserat rod to string models for curved viscous inertial jets. Math. Models Methods Appl. Sci. 21(10), 1987–2018 (2011)MathSciNetCrossRefMATH
6.
Zurück zum Zitat Riboux, G., Marin, A., Loscertales, I., Barrero, A.: Whipping instability characterization of an electrified visco-capillary jet. J. Fluid Mech. 671, 226–253 (2011)CrossRefMATH Riboux, G., Marin, A., Loscertales, I., Barrero, A.: Whipping instability characterization of an electrified visco-capillary jet. J. Fluid Mech. 671, 226–253 (2011)CrossRefMATH
7.
Zurück zum Zitat Yarin, A., Koombhongse, S., Reneker, D.: Bending instability in electrospinning of nanofibers. J. Appl. Phys. 89(5), 3018–3026 (2001)CrossRef Yarin, A., Koombhongse, S., Reneker, D.: Bending instability in electrospinning of nanofibers. J. Appl. Phys. 89(5), 3018–3026 (2001)CrossRef
Metadaten
Titel
Homotopy Method for Viscous Cosserat Rod Model Describing Electrospinning
verfasst von
Walter Arne
Javier Rivero-Rodriguez
Miguel Pérez-Saborid
Nicole Marheineke
Raimund Wegener
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-23413-7_137