Münster 1999 – scientific programme
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DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 15: Granulare Systeme I
DY 15.3: Talk
Monday, March 22, 1999, 15:00–15:15, R1
Wie man den inelastischen Kollaps mit dem TC Modell behandelt – die elastische Energie harter Kugeln — •Stefan Luding1 und Sean McNamara2 — 1ICA1, Pfaffenwaldring 27, 70569 Stuttgart — 2Levich Institute, Steinman Hall T-1M, 140th St and Convent Ave,New York, NY 10031, USA
Beim Abkühlen granularer Medien durch Dissipation beobachtet man häufig sog. Clustering (eine Dichteinstabilität). Im System sind extrem hohe und sehr niedrige Dichten koexistent, und im Bereich hoher Dichte kann der inelastische Kollaps auftreten. Dieser ist ein Artefakt des Harte-Kugel (HK) Modells, das vielen Theorien (Boltzmann oder Chapman-Enskog kinetische Theorie) zugrundeliegt. Da die Teilchen instantan wechselwirken, kann es zu einer Divergenz der Kollisionsfrequenz kommen. Anders ausgedrückt: Im HK Modell ist keine Viel-Teilchen Wechselwirkung möglich, und es gibt keine elastische Kontaktenergie. Das TC Modell [1] identifiziert Teilchen, die innnerhalb einer kurzen Zeit tc mehr als einmal kollidieren als solche mit Mehrfachkontakten. Diese tragen zur elastischen Energie bei, welche natürlich nicht dissipiert werden kann. Damit wird bei Computersimulationen inelastischer harter Kugeln der inelastische Kollaps vermieden, und im Rahmen einer kinetischen Theorie wird die elastische Energie und die Kontaktdauer eingeführt. Dadurch muss die Energiedissipationsrate um einen von der Dichte und Temperatur abhängigen Faktor reduziert werden [2].
[1] S. Luding, S. McNamara, Granular Matter 1(3) 111-126 (1998).
[2] S. Luding, S. McNamara (in Vorbereitung).