2001

01-05

WETENSCHAPSNIEUWS 01/05 11-5-2001

Agenda
Samenvattingen promoties
Benoemingen
Stellingen
Archief

Wetenschapsnieuws is een periodieke uitgave van de Universiteit Twente. Het verschijnt ± 20 maal per jaar in een oplage van 500 stuks. Voor nadere informatie, of voor een gratis abonnement, kunt u contact opnemen met de Dienst Communicatie en Transfer, Postbus 217, 7500 AE Enschede, tel. (053) 489 43 85, e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl
Laatste nieuws op Internet: URL: http://www.utwente.nl/nieuws


Proefschriften ook on-line beschikbaar
Een groot aantal proefschriften zijn direct opvraagbaar via de website van de Universiteitsbibliotheek. De documenten zijn in het kader van het webdocproject per faculteit /instituut integraal opgeslagen in pdf formaat.

Samenvattingen promoties

Lagere NOx-uitstoot mogelijk met nieuwe sensor
WN 01/19 *27 april 2001

promotie ir. E.W.J. Römer, faculteit Chemische Technologie: ‘Amperometric NOx sensor for combustion exhaust gas control - studies on transport properties and catalytic activity of oxygen permeable ceramic membranes’

Al jaren houden onderzoekers zich bezig met het ontwikkelen van nieuwe brandstofarme verbrandingsmotoren. Doordat zo’n motor met een overmaat aan zuurstof in het gas/brandstofmengsel werkt, is de verbranding vollediger en de energieopbrengst hoger. De keerzijde is dat er meer van het giftige stikstofoxide (NOx) in het uitlaatgas terechtkomt. Om aan de emissienormen te voldoen zijn nieuwe technieken nodig die de motor en de katalysator aansturen de NOx-uitstoot te verminderen. Hiervoor is het noodzakelijk de NOx-concentratie te meten. Elise Römer werkte aan de ontwikkeling van een voor dit doel geschikte sensor.

Volgens Römer meten de meest gangbare sensoren stikstofoxide in de aanwezigheid van zuurstof. Gebleken is dat sensoren betere waarden voor de NOx-concentratie opleveren in afwezigheid van zuurstof. Römers sensor haalt daarom eerst de zuurstof uit het gasmengsel en meet vervolgens het stikstofoxide.

De sensor werkt met twee elektrodes die achter elkaar in een diffusiekamer zijn geplaatst. De eerste elektrode pompt het overschot aan zuurstof weg en de tweede elektrode meet het stikstofoxide ‘amperometrisch’. Dat betekent dat er een constante spanning op de elektrode staat. Hoe meer NOx er is, hoe hoger de resulterende stroom.

Om de zuurstof selectief weg te pompen wordt de eerste elektrode afgeschermd door een gemengd geleidend materiaal. Het materiaal laat wel zuurstof door, maar geen stikstofoxiden. Elise Römer selecteerde gemengd geleidende materialen en testte ze op hun toepasbaarheid in de sensor.

Het onderzoek is gefinancierd door Bosch GmbH. De komende jaren zal de sensor verder worden ontwikkeld.

promotor prof. dr. ir. H. Verweij
co-promotor
dr. H.J.M. Bouwmeester
informatie
drs. B. Meijering, telefoon (053) 489 4385
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Polycarbonaat/ABS polymeren minder taai in dunwandige producten
WN 01/20 *27 april 2001

promotie ir. Judith Inberg, faculteit Chemische Technologie: ‘Breukgedrag van polycarbonaat/ABS blends’

Polymeren op basis van polycarbonaat (PC) en acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) zijn veelgebruikte materialen in dunwandige producten, zoals bijvoorbeeld de behuizing van mobiele telefoons en producten in de automobielindustrie. ABS bevat meestal polybutadieen, dus de 'B' in 'ABS' zorgt voor rubberachtige eigenschappen. Tot nu toe is er nog weinig onderzoek gedaan naar het breukgedrag van het polymeer PC/ABS. Judith Inberg bracht hier verandering in. Zij onderzocht de invloed van verschillende materiaal- en testparameters op het breukgedrag: de ABS-structuur, het ABS-gehalte, het rubbergehalte in ABS, de reksnelheid, temperatuur en monstergeometrie. Inberg concludeert dat het voor dunwandige producten beter is om de standaardtests aan te passen en de PC/ABS polymeren door andere materialen te vervangen.

Een polymeer is taaier (of slagvaster) naarmate het meer weerstand kan bieden tegen breuk, met andere woorden: naarmate het de energie beter absorbeert. Veel polymeeronderzoek richt zich op het verbeteren van de taaiheid en het zoeken naar de achterliggende mechanismen. Een polymeer dat bekend staat om zijn taaiheid is polycarbonaat (PC), maar de minder goede eigenschappen ervan beperken de toepassingen. PC heeft namelijk een hoge smeltviscositeit (het is erg stroperig in gesmolten toestand), wat een probleem kan zijn bij het produceren van dunwandige materialen. In dikwandige toepassingen verliest PC zijn taaiheid en vertoont ‘brosse breuk’. Een van de belangrijkste problemen is echter dat het ook bros wordt wanneer een kleine scheur of kras ontstaat.
Om de gevoeligheid te verminderen wordt PC vaak gemengd met acrylonitril-butadieen-styreen (ABS). Volgens standaardtests hebben de PC/ABS-polymeren een veel beter vloeigedrag, een betere slagvastheid en zijn ze bestendiger tegen haarscheurtjes. Maar er zit een addertje onder het gras. Het onderzochte materiaal (bestaande uit 50% PC en 50% ABS) bleek in dunwandige producten niet slagvaster te zijn. Het rubber in het ABS kan in dunne wanden niet meer voldoende zijn werk doen. De standaardtest blijkt voor dunwandige toepassingen dus geen goede maat. Inberg adviseert dan ook om deze tests aan te passen. Nog nagegaan moet worden of dit ook voor andere PC/ABS materialen geldt.

Inberg onderzocht ook de effecten van haarscheurtjes op de slagvastheid. Ze ontdekte dat een kleine afwijking in de straal (‘kerftipstraal’) van het defect of scheurtje grote invloed heeft op het breukgedrag van PC, in het bijzonder in het gebied rond de standaard kerftipstraal. De standaardtests blijken deze effecten onvoldoende weer te geven. Wanneer ABS wordt toegevoegd, verdwijnt de gevoeligheid bijna volledig.

PC/ABS materialen worden vaak toegepast in producten met een complexe vormgeving, die vaak vloeilijnen (weldlines, zie afbeelding) bevatten. Deze lijnen ontstaan wanneer smeltstromen samenkomen, zoals bij het oor van een kopje, en verzwakken het product. De sterkte van de weldline blijkt voor PC/ABS erg laag te zijn. Bij ingewikkelde vormen zijn de bestudeerde PC/ABS materialen dus juist niet zo geschikt.
Alle materialen uit dit onderzoek werden getest in ‘kerfslag- en kerftrekproeven’. De monsterdikte varieerde van 0.1 tot 8 mm, de kerftipstraal varieerde van 0.002 mm tot 1 mm. Het ABS-gehalte in PC varieerde van 0 tot 50%, het rubbergehalte in ABS van 0 tot 40%. Het project werd gefinancierd door de Stichting FOM en uitgevoerd in samenwerking met de TU Delft en DOW Chemical, GE Plastics en DSM.

 

Weldline in gespuitgiet trekstaafje

 

promotor prof. dr. ir. L.C.E. Struik
assistent-promotor
dr. ir. R.J. Gaymans
informatie
mw. drs. B. Koopmans, telefoon (053) 489 4366
e-mail
b.j.m.koopmans@cent.utwente.nl

 

Hoe gedraagt licht zich?
WN 01/21 *3 mei 2001

promotie drs. Remco Stoffer, faculteit Technische Natuurkunde: ‘Uni- and Omnidirectional Simulation Tools for Integrated Optics’

In de moderne telecommunicatie is optische dataoverdracht onontbeerlijk: de capaciteit van een glasvezel is vele malen groter dan die van koper. De bandbreedte is zelfs zo groot dat het met beschikbare technieken onmogelijk is om het licht - de informatiedrager - snel genoeg te moduleren, zeg maar ‘aan en uit te zetten’. Er kan veel minder informatie worden aangeboden dan glasvezel kan transporteren.
Daarom wordt overgegaan op golflengtemultiplexing; meerdere golflengtes - ‘kleuren’ - met elk hun eigen datastroom, worden tegelijk door de glasvezel verstuurd. Om deze verschillende golflengtes samen te voegen en weer uiteen te rafelen zijn optische chips nodig, die aan de uiteinden van de vezel worden geplaatst.
Hiervoor wordt geïntegreerde optica toegepast. Vanwege de zeer geringe afmetingen van deze optica wordt het golfkarakter van het licht belangrijk voor het beschrijven en berekenen van het gedrag van licht. Daarom moet voor het ontwerp van deze optische chips zo nauwkeurig mogelijk gesimuleerd worden hoe licht zich gedraagt in deze zeer kleine structuren. Er kunnen drie klassen van simulatiemethoden worden onderscheiden:

  • unidirectioneel, waarbij verondersteld wordt dat het licht voornamelijk in één bepaalde richting beweegt;
  • omnidirectioneel, waarbij licht van één golflengte zich in alle richtingen kan bewegen;
  • tijddomein, waarbij het licht in alle richtingen mag bewegen en in de tijd wordt gesimuleerd, zodat meerdere golflengtes tegelijkertijd meegenomen kunnen worden.

Dit proefschrift beschrijft deze nieuwe methoden of geeft verbeteringen aan bestaande methoden voor het doen van deze simulaties. Zo kan nauwkeuriger of sneller worden ontworpen. De nadruk ligt daarbij op hogere-ordenauwkeurigheid (en daardoor rekensnelheid), randvoorwaarden en toepassingen.

promotor prof. dr. ir. E.W.C. van Groesen
informatie
drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

On the Friction of thin film rigid disks
WN 01/22* 4 mei 2001

promotie ir. H. Visscher, faculteit Werktuigbouwkunde: ‘On the friction of thin film rigid disks’

Voor gebruikers van harde schijven voor computers zijn de hoeveelheid en de snelheid van het opslaan van informatie belangrijke criteria. Tevens moet informatie betrouwbaar worden opgeslagen en na vele jaren nog terug te lezen zijn. Het opslaan en teruglezen van informatie wordt bereikt door een leeskop relatief te bewegen ten opzichte van de harde schijf. Door middel van een magnetisch veld wordt de informatie dan overgebracht. Voor een maximale opslagcapaciteit is het gewenst dat de leeskop in contact is met de schijf. Dit wordt contact recording genoemd. Bij harde schijven voor computers is de afstand tussen leeskop en medium in de loop der jaren met een factor 200 afgenomen. Naarmate de afstand tussen leeskop en schijf kleiner wordt, ontstaan er echter meer problemen met wrijving en slijtage. Het is daarom uitermate belangrijk inzicht te verwerven in de wrijvingsprocessen.

Het doel van het onderzoek `On the Friction of Thin Film Rigid Disks’ was een beter inzicht te krijgen in de verschillende smeringsgebieden tussen een leeskop en een harde schijf. Deze smeringsgebieden kunnen worden onderscheiden doordat de schijf bestaat uit een substraat met daarop opgedampte dunne laagjes. Aan het oppervlak van de schijf is verder nog een dun vloeistof laagje aangebracht voor de smering. De afstand tussen het schijfoppervlak en de leeskop wordt in stand gehouden door middel van aerodynamische smering. Via een grondige analyse van de leeskopschijf-interface wordt in het proefschrift een wrijvingsmodel ontwikkeld en geanalyseerd. Dit model kan gebruikt worden om de wrijving en de separatie tussen de leeskop en een harde schijf te voorspellen. Om het model te verifiëren zijn wrijvingsexperimenten uitgevoerd met behulp van een nano-indentatie-instrument. De resultaten van het wrijvingsmodel en dat van de experimenten worden met elkaar vergeleken.

Uit het onderzoek volgt dat voor een minimale wrijving èn minimale afstand tussen de leeskop en een schijf de relatieve snelheid en de afmetingen van de leeskop zo moeten worden gekozen dat de harde schijven in het overgangsgebied tussen gemengde smering en aerodynamische smering werkzaam zijn.

promotor prof. ir. A.W.J. de Gee
informatie
drs. B. Meijering tel. (053) 4894385
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl 

 

Biomassa duurzaam alternatief voor steenkool, olie en aardgas
WN 01/23 *10 mei 2001

Oratie prof.dr. ir. G. Brem als hoogleraar Thermische Conversie van Biomassa, faculteit der Werktuigbouwkunde: ‘Biomassa - het duurzame alternatief voor steenkool, olie en aardgas’

De geïndustrialiseerde landen moeten duurzame energie inzetten om de uitstoot van broeikasgassen als kooldioxide terug te brengen. Hierbij is voor wind- en zonne-energie vooralsnog een kleine rol weggelegd. Daarentegen kan biomassa al op korte termijn grootschalig worden ingezet.

Onze huidige maatschappij is in belangrijke mate gebaseerd op het gebruik van energie. Een kleine stagnatie van de productie of levering van energiebronnen, zoals recent in Californië, kan het dagelijks leven volledig lam leggen. De economische en maatschappelijke betekenis van fossiele energiebronnen is gigantisch. Op zich is er nog voor vele eeuwen aan fossiele brandstoffen voorhanden. Een groot probleem is echter het schadelijke effect op ons milieu, zoals de uitstoot van kooldioxide. CO2 laat wel de straling van de zon naar de aarde door, maar houdt de warmte van de aarde vast. Bij een toename van de CO2-concentratie in de atmosfeer stijgt de temperatuur op aarde. Daardoor zal een deel van het ijs op Groenland en Antartica smelten en zal het water in de oceaan expanderen.

Voor het terugbrengen van deze klimaatveranderingen waren de reductieafspraken in Kyoto een eerste stap. Uiteindelijk moeten de geïndustrialiseerde landen in 2050 80 tot 90 procent minder broeikasgassen uitstoten om de klimaatsverandering tot staan te brengen. De inzet van duurzame energie kan hierin een belangrijke rol spelen.

Professor Brem stelt dat biomassa al op korte termijn grootschalig kan worden ingezet. Biomassa is organisch materiaal afkomstig van planten en bomen. Planten en bomen zijn in staat om door middel van fotosynthese complexe biochemische verbindingen te maken uit CO2, water en zonlicht. Deze biochemische verbindingen noemen wij kortweg biomassa. Het is in feite opgeslagen zonne-energie. Om de energie weer uit de biomassa te halen, wordt de biomassa met behulp van zuurstof omgezet in energie. Dit gebeurt in een gesloten kringloop waardoor er netto geen CO2 aan de atmosfeer wordt toegevoegd. De nieuwe leerstoel "Thermische Conversie van Biomassa" richt zich op het doen van onderzoek naar efficiënte en nieuwe conversiesystemen om biomassa om te zetten in bijvoorbeeld electriciteit, warmte, gassen, bio-olie, methanol of waterstof. Door deze vele toepassingsmogelijkheden biedt biomassa een duurzaam alternatief voor steenkool, olie en aardgas.

Noot voor de pers: de tekst van de oratie is op aanvraag verkrijgbaar, tel. (053) 489 4852.

 

Model verbetert samenwerking
WN 01/ 24 *10 mei 2001

promotie ir. D. Lutters, faculteit Werktuigbouwkunde: ‘Manufacturing integration based on information management’

Steeds meer bedrijven onderkennen dat het ontwerp- en engineeringstraject vooral draait om het verwerken van informatie. Daarom ligt het voor de hand het integreren van bedrijfsprocessen te baseren op de informatie-inhoud van deze processen.

Daarvoor is een nieuwe manier voor het structureren van informatie ontworpen. De bijbehorende informatiestructuren (die betrekking hebben op producten, orders en productiemiddelen) vormen de basis voor het productontwikkeltraject. Aan de hand van een nieuw referentiemodel kan de onderlinge samenhang tussen informatie en processen geanalyseerd worden. Dat garandeert de beschikbaarheid van eenduidige informatie voor alle betrokkenen en zorgt ervoor dat de samenwerking tussen verschillende afdelingen veel efficiënter verloopt.

Op basis van de - bij de informatiestructuren passende - toestands-ontologie kan de echte betekenis van de informatie bepaald worden. Dit brengt grote voordelen met zich mee, niet alleen voor het primaire proces, maar ook voor bijvoorbeeld het versie-, configuratie- en statusbeheer.
Daarnaast is de besturing van bedrijfsprocessen op basis van de informatie-inhoud mogelijk. De transitie-ontologie, die ontworpen is voor het sturen en beheersen van bedrijfsprocessen, relateert de behoefte aan verandering (of evolutie) van de informatie-inhoud aan bijpassende processen en is daarmee een basis voor workflow-management.

De resultaten van het onderzoek zijn in een prototype-implementatie en in een aantal case-studies uitvoerig getest.

promotor prof. dr. ir. H.J.J. Kals
co-promotor
prof. dr. ir. F.J.A.M. van Houten
informatie
drs. B. Meijering
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Hebben golven een geheugen?
WN 01/25 *11 mei 2001

promotie ir. Jaap-Harm Westhuis, faculteit Toegepaste Wiskunde: ‘The Numerical Simultation of Nonlinear Waves in a Hydrodynamic Model Test Basin’

Het nauwkeurig voorspellen van het gedrag van golven is van groot belang voor het ontwerpen van havens, schepen en booreilanden. Met behulp van een op de Universiteit Twente en MARIN (Maritiem Research Instituut Nederland) ontwikkeld computerprogramma is het mogelijk om golven over zeer lange afstanden - langer dan 10 kilometer - nauwkeurig te simuleren. Hierdoor kan bijvoorbeeld de verandering van het groepsgedrag van golven in detail worden bestudeerd. Het is bekend dat bepaalde groepen van golven als gevolg van onderlinge interactie sterk van vorm kunnen veranderen. De computersimulaties laten echter zien dat na verloop van tijd de oorspronkelijke vorm van de groep weer wordt aangenomen. De golfgroep heeft als het ware zijn oorspronkelijke vorm ‘onthouden’.
Het ontwikkelde computerprogramma wordt bij MARIN gebruikt om de golven in haar basins op te wekken. Het MARIN heeft diverse basins - waarvan de nieuwste onlangs door kroonprins Willem-Alexander is geopend - waarin schepen op schaal worden getest. Het is daarbij van groot belang dat de golven die in het bassin worden opgewekt van tevoren duidelijk beschreven eigenschappen hebben. Een storm op de Noordzee zorgt voor hele andere golven dan een storm op de Atlantische Oceaan. Om deze golven te kunnen maken, beschikt MARIN over speciale golfopwekkers. De golven die ontstaan door een gegeven aansturing van die golfopwekkers kunnen van tevoren exact door het computerprogramma berekend worden. Op basis van deze berekening kan de aansturing van de golfopwekkers worden aangepast zodat de gewenste golven in één keer in het bassin kunnen worden gerealiseerd. Deze efficiënte wijze van het maken van ‘kwaliteits-golven’ helpt MARIN in het versterken van haar internationaal leidende positie als maritiem onderzoeksinstituut.

promotor prof. dr. E. van Groessen
informatie
drs. B. Meijering
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Productgerichte milieuzorg vergt nieuwe vaardigheden ondernemingen
WN 01/26 *11 mei 2001

promotie ir. F.G.A. de Bakker, faculteit Technologie & Management: ‘Product-oriented environmental management. A study of capability-building, stakeholder orientation and continuous improvement regarding products’ environmental characteristics in firms’

Momenteel wordt door ondernemingen in toenemende mate aandacht besteed aan de milieueffecten van producten. In dit promotieonderzoek stond de organisatie van productgerichte milieuzorg (PMZ) binnen individuele ondernemingen centraal. Productgerichte milieuzorg vraagt van ondernemingen nieuwe vaardigheden.

Dit onderzoek laat zien waarom grote, pro-actieve ondernemingen PMZ ontwikkelen en onderhouden en hoe dat gebeurt. Eerst is de ontwikkeling van het concept PMZ beschreven binnen de context van milieumanagement. Daarna zijn drie verschillende theoretische invalshoeken gecombineerd. Op basis hiervan zijn case studies uitgevoerd bij een vijftal grote bedrijven, waarbij gekeken is naar de organisatie van milieuzorg rond producten.

Het bleek belangrijk PMZ te organiseren als een continu proces. Cruciaal is de inzet van een multidisciplinair team. Voorts moeten structurele en culturele organisatorische aspecten op elkaar worden afgestemd en is inzicht nodig in de mogelijke concurrentievoordelen die samenhangen met het organiseren van PMZ. Ten slotte moet PMZ vertaald kunnen worden in termen van de maatschappelijke verantwoordelijkheid van ondernemingen en van duurzame ontwikkeling. Managers spelen in dit continue proces een belangrijke rol. Zij moeten belangen van de diverse stakeholders interpreteren, hun bijdrage leveren aan de ontwikkeling van nieuwe organisatorische vaardigheden en het toepassen van PMZ in het brede, maatschappelijke perspectief kunnen plaatsen.

Om de milieukarakteristieken van een product gedurende de product-levenscyclus te verbeteren, moet PMZ geïntegreerd worden in de strategische en operationele activiteiten van een onderneming. De verschillende stakeholderbelangen moeten daarbij voortdurend worden meegewogen en een onderneming dient daarvoor specifieke organisatorische vaardigheden te ontwikkelen.

promotor prof. dr. mr. A.J.P. Brack
co-promotor
prof. dr. ir. O.A.M. Fisscher
informatie
drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Voorspellen van Bodemgolven in Zanderige Beddingen
WN 01/27 *11 mei 2001

promotie ir. M.A.F. Knaapen, faculteit Technologie & Management: ‘Predicting large waves in erodible sand beds’

In dit promotie-onderzoek is een computermodel ontwikkeld dat de veranderingen beschrijft van zandgolven op de bodem van rivieren en zeeën. Het model voorspelt de natuurlijke verplaatsing van deze golven en de respons op baggerwerkzaamheden. Daarmee wordt rivier- en vaargeulbeheer eenvoudiger.

Op rechte stukken van brede ondiepe rivieren kunnen banken voorkomen, die nu eens bij de linker- en dan weer de rechteroever liggen. Schepen slingeren langs deze lokale ondieptes; rivierbeheerders passen de markering van deze vaarroute regelmatig aan. Aan de hand van experimenten van WL|Delft Hydraulics toont Knaapen aan dat de verplaatsing van banken met de computer te voorspellen is. Hierdoor is de vaargeul eenvoudiger aan te passen.

In vaargeulen op zee, zoals in de route naar de Rotterdamse haven, worden te hoge zandgolven weggebaggerd. Aan de hand van een baggerexperiment, uitgevoerd op een drukke scheepvaartroute in de Japanse Setozee, laat Knaapen zien dat het model ook goed beschrijft hoe de zandgolven na het baggeren weer aangroeien. Het computermodel maakt het daardoor mogelijk het baggeren te optimaliseren.

Als water over zand stroomt, ontstaan allerlei golfpatronen in het zand, vergelijkbaar met het ontstaan van watergolven door de wind. Beide zijn moeilijk te voorspellen omdat kleine fouten in de aannames leiden tot grote fouten in de voorspellingen. De Twentse onderzoeker heeft deze moeilijkheid omzeild door een bestaand model te combineren met dieptemetingen. Dit Ginzburg-Landaumodel, gebaseerd op een stabiliteitanalyse, beschrijft hoe golfpatronen veranderen.

Dit door NWO gefinancierde onderzoek is onderdeel van onderzoek aan de UT naar de relatie tussen veranderingen in de zeebodem en menselijke activiteiten. Daarbij wordt samengewerkt met vele andere instellingen via Delft Cluster en de Europese projecten PACE en HUMOR.

promotor: prof. dr. ir. H.J. de Vriend
co-promotor:
prof. dr. A. van Harten
informatie
drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Ontwerpen met controller-agents
WN 01/28 *18 mei 2001

promotie ir. A.J.N. van Breemen, faculteit Elektrotechniek: ‘Agent-Based Multi-Controller Systems. A design framework for complex control problems’

In zijn onderzoek naar het ontwikkelen van methoden voor het efficiënt ontwerpen van complexe regelsystemen heeft Albert van Breemen nieuwe ideeën uit het vakgebied van de Kunstmatige Intelligentie gecombineerd met die uit het vakgebied van de Regeltechniek.

Het centrale concept uit zijn onderzoek is dat van een agent. Een agent is een entiteit (stukje software) dat weet hoe het een bepaald (deel)probleem kan oplossen en wanneer het actief moet worden. Van Breemen heeft een nieuw type agent ontwikkeld, de zogenaamde controller-agent. Het oplossen van een complex regelprobleem gaat nu in drie stappen:

  1. een complex regelprobleem moet verdeeld worden in een verzameling van deelproblemen;
  2. er moet voor elk deelprobleem een geschikte controller-agent ontwikkeld worden;
  3. de zo verkregen controller-agents moeten geïntegreerd worden in één systeem.

Het totale regelsysteem bestaat nu uit een ‘gezelschap’ van verschillende controller-agents, waarvan het gedrag zo gecoördineerd wordt dat er een coherente eenheid ontstaat.
Voor deze ontwerpmethode is een speciaal software-raamwerk ontwikkeld. Daarmee kunnen daadwerkelijk regelsystemen gerealiseerd worden die uit controller-agents bestaan.

De ontwerpmethode is getest voor diverse regelproblemen, variërend van het ontwerpen van een regelsysteem voor een autonome robot en een intelligente kamerthermostaat tot en met het ontwerpen van een besturingssysteem voor een industriële pick-and-place-machine. Doordat de ontwerpmethode zich op algemene regeltechnische problemen laat toepassen, zijn complexe regelproblemen op een eenvoudige manier op te lossen.

promotor prof. dr. ir. J. van Amerongen
co-promotor
dr. ir. T.J.A. de Vries
informatie
drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Stokes-stroming in dunne films
WN 01/29 * 18 mei 2001

Promotie drs. D.E.A. van Odyck, faculteit Werktuigbouwkunde: ‘Stokes flow in thin films’

In bijvoorbeeld kogellagers wordt veelvuldig gebruik gemaakt van een dunne smeermiddel-film tussen de bijna in contact zijnde oppervlakken van de kogel en het lagerhuis. Op die manier wordt de wrijving beperkt en is de slijtage minimaal. Tot nu toe werd de druk in deze dunne film aan de hand van een simpel vloeistof stromings model uitgerekend. De resultaten zijn over het algemeen zeer bevredigend. Het doel van het onderzoek van Odyck was om de geldigheid van het bestaande model te verifiëren. Wanneer de smeermiddel-film namelijk zeer dun wordt, begint de oppervlakteruwheid van bijvoorbeeld de kogel een rol te spelen. Als het oppervlak over een korte afstand grote variaties in de hoogte kent, zal het simpele model niet meer correct zijn. Concreet betekent dit dat het draagvermogen van een gesmeerd contact anders is dan het simpele model voorspelt. Gebruikt men daarentegen een geavanceerder vloeistofstromingsmodel, dan zal de oplossing realistischer zijn. Uit Odycks onderzoek komt naar voren dat eigenlijk alleen in de meer extreme gevallen (zeer ruwe oppervlakken, sterke viscositeitsdruk-afhankelijkheid) het meer geavanceerde stromingsmodel duidelijke verschillen laat zien met het simpele stromingsmodel.

promotor prof. ir. A.W.J. de Gee
co-promotor
prof. dr. ir. H.W.M. Hoeijmakers
informatie
drs. B. Meijering
e-mail
b.meijering@cent.utwente.nl

 

Wiskundige verklaring grillige gedrag polymeren
WN 01/30 * 31 mei 2001, 16.00 u.

oratie prof. J. Molenaar, faculteit Toegepaste Wiskunde: ‘Waarom werkt wiskunde ook voor polymeren?'

Prof. dr. J. Molenaar wil met zijn onderzoek onder andere bijdragen aan de ontwikkeling van polymeren die hoge extrudersnelheden toelaten. Vanwege het industriële belang wordt zijn werk gesteund door STW. Dit maakt Molenaar bekend tijdens zijn oratie bij zijn intrede als hoogleraar aan de faculteit Toegepaste Wiskunde van de Universiteit Twente. Hij houdt zijn voordracht op 31 mei.

De chemische industrie heeft dringend behoefte aan wiskundige modellen om het ‘spurteffect’ en het 'sharkskineffect' bij het extruderen van polymeren te verklaren. Zo’n extruder is een soort slagroomspuit voor het verwerken van polymeren. Als met te veel kracht ‘gespoten’ wordt, komt de gesmolten kunststof er niet in gladde vorm uit, maar krijgt het een ruw oppervlak of is het in zijn geheel zwaar vervormd. De polymeerindustrie heeft er belang bij dat er een verklaring gevonden wordt voor dit verschijnsel, omdat dan de weg vrij komt voor het opvoeren van de productiesnelheid van plastics. In zijn oratie geeft Molenaar aan zich binnen zijn leerstoel onder meer op deze problematiek te willen concentreren door te proberen met wiskundige modellen tot een verklaring te komen. In eerder onderzoek waar hij bij betrokken was, werd de ‘gladheid’ van de spuitgietwand niet meegenomen en experimenten hebben aangetoond dat daar de oorzaak van de vervorming bij hogere snelheden ligt. ‘Als de spanning aan de wand oploopt, ontstrengelen de polymeerketens gedeeltelijk; als zich dit regelmatig herhaalt kan dit tot pulserend gedrag leiden’, aldus Molenaar.

Onverwacht gedrag
In zijn voordracht gaat Molenaar eerst uitgebreid in op de kracht van wiskundige modelleren in het algemeen. Als illustratie gebruikt hij daarbij onder andere het werk van Newton, die ‘met papier en potlood, zittend achter een bureau’ een expliciete formule voor de zwaartekracht wist te vinden.
Daarna maakt Molenaar de stap naar het modelleren van het stromingsgedrag van polymeren. Bij polymeren is het aantal waargenomen onverwachte verschijnselen zo uiteenlopend dat geen enkel wiskundig model ze tot nu toe allemaal bevredigend beschrijft. Gedragen de bolvormige moleculen van bijvoorbeeld gas en water zich op de ‘Newtoniaanse’ manier waar wij aan gewend zijn, polymeren vertonen zeer onverwacht gedrag doordat deze stoffen uit zeer lange ketens bestaan die zich met elkaar verstrengelen.
Bij het ontwikkelen van nieuwe modellen zal dan ook het idee van 'reptatie' een belangrijke rol spelen. In de reptatietheorie wordt de beweging beschreven van een lange keten die als een lange slang tussen andere slangen doorglijdt.
Voor dit interdisciplinaire onderzoek heeft STW twee aio-plaatsen gefinancierd, een bij Toegepaste Wiskunde en een bij Technische Natuurkunde. Daardoor zal het project een brede opzet kennen, van experimenten tot en met het opstellen en analyseren van wiskundige modellen.

Breed
Molenaar heeft, na gymnasium-bèta, wiskunde en theoretische natuurkunde gestudeerd in Leiden. Hij promoveerde in de theoretische natuurkunde aan de VU te Amsterdam op een onderwerp uit de Vaste-Stoftheorie. Aansluitend trad hij in dienst van de KU te Nijmegen met als speciale opdracht het verwerven en uitvoeren van wiskundige contractresearch. Sinds 1988 werkt hij aan de TU Eindhoven. In eerste instantie voor ook alleen wiskundige contractresearch, waarbij hij werkte aan een breed scala van onderwerpen. Geleidelijk aan zijn daar 'gewone' research en onderwijs bijgekomen. Het wiskundig modelleren van polymeren is een zwaartepunt in zijn onderzoek.

Noot voor de pers
De tekst van de oratie is op aanvraag verkrijgbaar, tel. (053) 4852
Informatie: drs. B. Meijering, dienst Communicatie en Transfer, (053) 489 43 85,
e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl

Benoemingen


Stellingen

Renate Limbach, faculteit Toegepaste Onderwijskunde, Universiteit Twente:

Wanneer op aardrijkskundige kaarten het bestaande wegennet op ware breedte wordt ingetekend blijkt dat de ‘asfaltering van Nederland’ vooralsnog een mythe is.

Judith Inberg, faculteit Chemische Technologie, Universiteit Twente:

Een snelle methode om het aantal vrouwelijke promovendi te verhogen is helaas het verlagen van het salaris van promovendi.

Zolang mensen je nog op je fouten wijzen zit je goed.