Дэниел Аттингер - Daniel Attinger

Дэниел Аттингер
Род занятийИнженер-механик, исследователь и академик
НаградыПремия NSF Early Career Award
Парень, Американское общество инженеров-механиков
Академическое образование
ОбразованиеBSc./MSc, Машиностроение
Sc. Н., Машиностроение
Альма-матерÉcole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
ETH Цюрих
ТезисИсследование поверхностного осаждения расплавленных микрокапель: переходное поведение, динамика угла смачивания и явление плавления субстрата.
Академическая работа
УчрежденияГосударственный университет Айовы (2011-настоящее время)
Колумбийский университет (2005-2011)
Университет Стоуни-Брук (2002-2005)

Дэниел Аттингер инженер-механик, исследователь, академик. Он доцент кафедры машиностроения в Государственный университет Айовы.[1] Он также владеет американской консалтинговой компанией.

Аттингер опубликовал более 80 научных статей и имеет несколько патентов, зарегистрированных на его имя.[2] Его исследования сосредоточены на криминалистика, динамика пузырей, многомасштабные явления переноса в энергетике и судебной медицине.[3]

Аттингер является лауреатом премии ASME-ICNMM Outstanding Researcher Award, Премия NSF Early Career Award[4] и является почетным профессором Университет Амити[необходимо разрешение неоднозначности ] в Индии.[нужна цитата ] Он член Американское общество инженеров-механиков.[5] В 2013 году Аттингер был ведущим редактором специального выпуска журнала ASME по нанотехнологиям в технике и медицине.[6]

Образование

В 1997 году Аттингер получил степень бакалавра и магистра машиностроения в Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) в Швейцарии. Он получил докторскую степень в области технических наук в Eidgenoessische Technische Hochschule (ETH Цюрих ) в 2001.[1]

Карьера

В 2002 году Аттингер переехал из Швейцария в США, работая доцентом в Университет Стоуни-Брук а с 2005 г. Колумбийский университет. В 2011 году Аттингер присоединился к Университету штата Айова в качестве штатного доцента кафедры машиностроения. В 2014 году старшие студенты факультета машиностроения Университета штата Айова назвали его «профессором года».[7] В 2015 году преподаватели кафедры машиностроения избрали Аттингера своим представителем в Комитете по руководству машиностроением ИГУ.[8]

В 2017 году, когда он работал в Университете штата Айова, он столкнулся с административным разбирательством со стороны Университета в отношении предполагаемых нарушений университетских правил о преследовании, которые регулируют «критику и действия, предпринятые в результате разногласий». Аттингер отверг обвинения, заявив, что он «очень четко формулирует и честно дает обратную связь», которую дает студентам.[9] В 2018 году он подал федеральный иск, утверждая, что соблюдение нечетких университетских правил поведения преподавателей нарушает академическую свободу и конституционное право на свободу слова.[7] Во время судебного конфликта университет признал, что не обвинял Аттингера в дискриминационных преследованиях. Конфликт разрешился путем урегулирования, при котором стороны не признали ответственности или вины. Согласно урегулированию, Аттингеру было разрешено нанять персонал для помощи ему в его лаборатории, и он может продолжить свою исследовательскую деятельность до середины 2021 года, когда он уйдет из Университета штата Айова.[10][9]

Он является основателем и генеральным директором американской научно-консалтинговой компании Struo LLC.[11]

Исследование

Аттингер провел исследования в области многофазной микрофлюидики, криминалистики, динамики капель, динамики пузырьков, многофазного потока и многомасштабных явлений переноса. Его исследования имеют отношение к области биологии, производства, анализа пятен крови, расширенного управления температурным режимом и транспорта энергии.

Теплопередача

Аттингер занялся передачей тепла как предметом исследований с конца 1990-х годов. Со своей докторской степенью. Консультант Пуликакос, он изучал связь между теплопередачей, гидродинамикой и затвердеванием во время удара расплавленной капли о силиконовую пластину. Он разработал метод визуализации для визуализации удара и деформации пиколитровой капли с разрешением 5 микросекунд, что эквивалентно 200 000 кадров в секунду.[12]

В конце 2010-х Аттингер численно изучал влияние смачиваемости поверхности на теплопередачу при кипении. Модель стохастического автомата, разработанная с коллегами Клаусом и Марселем, была на два порядка быстрее, чем современные численные методы при моделировании кипения бассейна.[13]

Анализ образца пятен крови

Одно из основных направлений исследований Аттингера сосредоточено на анализе образцов пятен крови (BPA) и финансируется федеральными исследовательскими агентствами США, такими как Национальный институт юстиции и армия США. В 2013 году Аттингер провел критический обзор отношений между дисциплинами гидродинамики и BPA. В обзоре описывается гидродинамика, связанная с BPA, и содержится обширная таблица исследовательских возможностей на стыке обеих дисциплин. В нем также подчеркивается необходимость интеграции гидродинамики с BPA, поскольку эта интеграция может дать практические ответы на конкретные вопросы, связанные с BPA, в то время как гидродинамика может быть представлена ​​новыми проблемами потока.[14]

Вместе с коллегой Де Брабантером и соавторами Аттингер предложил метод восстановления области происхождения рисунков брызг крови с учетом динамики жидкости и статистических погрешностей. Их модель учитывает кривизну траекторий капель из-за силы тяжести и сопротивления и предоставляет решения с неопределенностью, характерной для имеющейся картины разбрызгивания.[15] С коллегой Де Брабантером и доктором философии. Студент Лю Аттингер исследовал возможности искусственного интеллекта при реконструкции места преступления. Они разработали структуру машинного обучения для классификации образцов пятен крови, возникающих при огнестрельном или тупом ударе. Было показано, что точность классификации, достигающая 99% для данных ситуаций, снижается с увеличением расстояния между целевой поверхностью, собирающей пятна, и источником крови.[16]

Аттингер и его коллеги опубликовали две базы данных с открытым исходным кодом образцов пятен крови, отсканированные с высоким разрешением и свободно доступные для исследовательских или учебных целей.[17][18]

Аттингер использовал уравнение движения Ньютона вместе с другими моделями гравитации и сил сопротивления для определения пяти параметров, включая размер капли, начальную скорость и угол запуска. Затем он провел моделирование гидродинамики на основе выбранных параметров и представил результаты в виде диаграмм для реконструкции места преступления. Исследования Аттингера в области BPA обсуждались в нескольких СМИ.[19][20]

Динамика жидкостей

Консультирование к.т.н. Студент Сюй Аттингер изучал взаимодействие ультразвука с пузырьками. Они наблюдали бегущие и стоячие волны на пузыре, прикрепленном к стене, включая супергармонические волны, которые они объяснили как параметрический резонанс.[21] Приложения их исследований заключаются в улучшенном смешивании реагентов и создании капель и пузырьков по запросу,[22] с контролируемыми сроками и размерами, от нанолитра до пиколитра.

Наставничество Ph.D. Студент Бхардвадж, Аттингер исследовал образование кольцевидных узоров при испарении капель сложных жидкостей и образование пятен. Экспериментальные и численные данные указывают на радиальную картину течения и возможное образование множества колец.[23] Вместе с коллегой Сомасундараном они также объяснили возможные причины трех типов депозитов и предложили фазовую диаграмму для прогнозирования типа депозита.

С коллегой Яриным и к.т.н. Студент Комиски, Аттингер предложил теоретическую модель, которая предсказывает картину прямых брызг крови, вызванных пулевым ранением. Предлагаемая модель предсказывала распределение площадей и местоположений отдельных пятен крови. Они изучили две модели обратного разбрызгивания крови из-за пули, которые показали, как форма пули, тупые или острые пули, влияет на образование капель. Исследование показало, что в результате выстрела из-за нестабильности Рэлея-Тейлора образуются капли крови.[24][25]

Нанотехнологии

Аттингер также проводил исследования в области нанотехнологий. Attinger разработала поверхности с неоднородной смачиваемостью для работы с жидкостью и улучшения теплопередачи при кипении. Вместе со аспирантом Бетцем и коллегой из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Ким он изготовил и охарактеризовал неоднородные поверхности с разнородной смачиваемостью с разнородным рисунком. Они также измерили улучшение характеристик кипения в воде и обнаружили, что поверхности, имеющие сочетание супергидрофильных и супергидрофобных структур, приводят к исключительным характеристикам кипения в бассейне, сочетая высокие критические тепловые потоки с очень высокими коэффициентами теплопередачи.[26]

Вместе с Орехоном и соавторами Аттингер изучил характеристики конденсации и смачивание многомасштабных металлических поверхностей на основе биологических материалов с наноразмерными элементами. Они исследовали две поверхности, напоминающие лепесток розы и лист лотоса, и сравнили различные свойства, включая характеристики смачивания и конденсации.[27]

Награды и отличия

  • 2005 - Премия NSF Early Career Award[4]
  • 2012 - Награда выдающегося исследователя ASME-ICNMM
  • 2013 - Лауреат одной из семи премий Президентской инициативы штата Айова в области междисциплинарных исследований[28]

Избранные статьи

  • A.R.Betz, J. Jenkins, C.-J. Ким и Д. Аттингер, (2013). «Теплопередача кипения на супергидрофильных, супергидрофобных и супербифильных поверхностях». Международный журнал тепло- и массообмена 57 (2): 733–741.
  • Бец А., Дж. Сюй, Х. Цю и Д. Аттингер, Улучшают ли поверхности со смешанными гидрофильными и гидрофобными участками кипение в бассейне? Appl. Phys. Lett. 97, 141909 (2010); DOI: 10,1063 / 1,3485057.
  • Бхардвадж Р., Фанг X. и Аттингер Д., Формирование узора во время испарения коллоидной нанолитровой капли: численное и экспериментальное исследование, New Journal of Physics, вып. 11, стр. 075020, 2009 г.
  • Д. Аттингер, К. Франкевич, А. Р. Бец, Т. М. Шуциус, Р. Гангули, А. Дас, К.-Ж. Ким и К. М. Мегаридис, "Поверхностная инженерия для теплопередачи с фазовым переходом: обзор", MRS Energy & Sustainability, vol. 1. 2014, с. 1–40.
  • Д. Аттингер, З. Чжао и Д. Пуликакос, Экспериментальное исследование осаждения и затвердевания поверхности расплавленных микрокапель: переходное поведение и динамика угла смачивания, ASME Journal of Heat Transfer Vol. 122 (3), стр. 544–556, 2000.
  • Д. Аттингер, К. Мур, А. Дональдсон, А. Джафари и Х. А. Стоун, «Темы динамики жидкости в анализе пятен крови: сравнительный обзор и возможности исследования», (на англ. Яз.), Forensic Sci Int, vol. 231, нет. 1–3, с. 375–96, 2013.
  • Д. Аттингер, П. М. Комиски, А. Л. Ярин и К. Де Брабантер, «Определение региона происхождения рисунков брызг крови с учетом динамики жидкости и статистической неопределенности», Forensic Science International, vol. 298. С. 323–331, 2019.
  • Ю. Лю, Д. Аттингер и К. Де Брабантер, «Автоматическая классификация пятен крови, вызванных огнестрельным и тупым ударом с разных расстояний», Journal of Forensic Sciences, vol. 65, нет. 3. С. 729–743, 2020.

Рекомендации

  1. ^ а б "Даниэль Аттингер".
  2. ^ "Патенты изобретателя Даниэля Аттингера".
  3. ^ "Дэниел Аттингер - ученый Google".
  4. ^ а б «КАРЬЕРА: Исследование динамики пузырьков в микромасштабе с применением в биоинженерии и микрофлюидике».
  5. ^ "Стипендиаты ASME" (PDF).
  6. ^ "Прием статей: журнал ASME по нанотехнологиям в технике и медицине" (PDF).
  7. ^ а б «Профессор штата Айова уйдет в урегулирование иска о свободе слова».
  8. ^ "Даниэль Аттингер" (PDF).
  9. ^ а б «Как сомнительная судебная медицина распространяется подобно вирусу».
  10. ^ «Профессор штата Айова соглашается урегулировать иск о свободе слова».
  11. ^ ООО «Струо».
  12. ^ «Экспериментальное исследование осаждения и затвердевания поверхности расплавленных микрокапель: переходное поведение и динамика угла смачивания».
  13. ^ «Численное исследование влияния смачиваемости поверхности при теплопередаче при кипении в бассейне с использованием стохастико-автоматной модели».
  14. ^ «Темы гидродинамики в анализе пятен крови: сравнительный обзор и возможности исследования».
  15. ^ «Определение региона происхождения рисунков брызг крови с учетом гидродинамики и статистических неопределенностей».
  16. ^ «Диаграммы, основанные на больших данных моделирования гидродинамики, предоставляют простой инструмент для оценки того, как далеко от его источника можно найти конкретное пятно крови».
  17. ^ «Набор данных по образцам пятен крови для обучения и исследований в области анализа пятен крови: обратные пятна от огнестрельного оружия».
  18. ^ «Набор данных по образцам пятен крови для обучения и исследований в области анализа пятен крови: брызги при ударе».
  19. ^ "Увлекательная физика брызг крови".
  20. ^ "Что такое судебно-медицинский анализ по образцу пятен крови?".
  21. ^ «Акустическое возбуждение супергармонических капиллярных волн на мениске в плоской микрогеометрии».
  22. ^ «Падение по запросу в микрофлюидном чипе».
  23. ^ Бхардвадж, Раджниш; Фанг, Сяохуа; Аттингер, Дэниел (2009). «Формирование рисунка при испарении коллоидной нанолитровой капли: численное и экспериментальное исследование». Новый журнал физики. 11 (7): 075020. arXiv:1010.2560. Bibcode:2009НДЖФ ... 11г5020Б. Дои:10.1088/1367-2630/11/7/075020. S2CID  54946067.
  24. ^ «Прогнозирование разбрызгивания крови на спину в результате выстрела при анализе образца пятен».
  25. ^ «Гидродинамика обратных брызг от выстрела тупой пулей со ссылкой на анализ структуры пятен крови».
  26. ^ «Теплопередача кипения на супергидрофильных, супергидрофобных и супербифильных поверхностях».
  27. ^ «Капельная конденсация на многомасштабных биоинспирированных металлических поверхностях с нано-характеристиками».
  28. ^ «Преподаватели Совета Европы получили награды Президентской инициативы».