Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 15: Granulare Systeme I

DY 15.1: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 14:30–14:45, R1

Konstitutive Gleichungen für dichte dissipative granulare Medien — •Oliver Strauss und Stefan Luding — ICA1, Pfaffenwaldring 27, 70569 Stuttgart

Das Verhalten eines aus harten Kugeln bestehenden dissipativen Systems kann mit Hilfe der aus der Kontinuumsmechanik bekannten Erhaltungsgleichungen der Masse, des Impulses und der Energie beschrieben werden. Es können so grosse Dichteschwankungen auftreten, dass die Erhaltungsgleichungen nicht mehr, wie im Falle kleiner Fluktuationen, um Mittelwerte herum linearisiert werden koennen. Stattdessen muss man auf ihre exakte Form zurueckgreifen [1]. Um der Granularitaet des Systems Rechnung zu tragen, muessen die Transportkoeffizienten - z.B. Druck oder Viskositaet - durch verfuegbare Systemgroessen wie etwa Geschwindigkeitsfluktuationen, Teilchendurchmesser, Volumenanteil der Teilchen oder Materialdichte ausgedrueckt werden. Fuer homogene Systeme können im Rahmen des Harte-Kugel-Modells und der Enskog-Theorie exakte Ausdruecke fuer die Transportkoeffizienten hergeleitet werden [2]. Die Transportkoeffizienten werden mit Hilfe von Computersimulationen in Systemen mit unterschiedlichen Randbedingungen (Temperaturgradienten oder Scherung) bestimmt. Endziel ist der Vergleich von Simulationsdaten mit numerischen Loesungen der Kontinuumsgleichungen für allgemeinere Randwertprobleme.

[1] J.J.Brey, J.W.Dufty, Ch.S.Kim, A.Santos, Phys. Rev. E 58, 4638 (1998). [2] S. Luding, M. Huthmann, S. McNamara, A. Zippelius, Phys. Rev. E 58, 3416 (1998).