Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm
Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Downloads | Hilfe
DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 24: Granulare Materie II
DY 24.6: Vortrag
Dienstag, 28. März 2000, 15:45–16:00, H2
Die Geschwindigkeitsverteilung in granularen Gasen – Hat ein granulares Gas ein Alter? — •Thorsten Pöschel1 und Nikolai Brilliantov2 — 1ICA1, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 27, 70569 Stuttgart — 2Moscow State University, Physics Department, Moscow 119899, Russia
Für Gase dissipativ stoßender Teilchen im homogen kühlenden Regime skaliert die Zeitabhängigkeit der Geschwindigkeitsverteilungsfunktion mit der mittleren quadratischen Geschwindigkeit der Teilchen (granulare Temperatur), falls der Restitutionskoeffizient unabhängig von der Stoßgeschwindigkeit ist. Dieses Skalierungsverhalten ist für Gase viskoelastischer Teilchen verletzt. Deshalb ist die (von der Maxwellverteilung abweichende) Geschwindigkeitsverteilungsfunktion nicht konstant, sondern verändert sich im Laufe der Evolution des Gases auf nichttriviale Weise.
Im Falle kleiner Dissipation finden wir zwei Evolutionsregimes: Angenommen, die Geschwindigkeiten der Teilchen im Gas werden mit einer Maxwellverteilung initialisiert. Dann beobachten wir zunächst eine auf der Zeitskale der Kollisionszeit zunehmende Abweichung von dieser Verteilung, die bei einem Maximalwert saturiert. Später verkleinert sich diese Abweichung wieder, jedoch auf der viel größeren Zeitskale der Temperaturrelaxation. Für dissipativeres Granulat finden wir ein zusätzliches Relaxationsregime. Numerische Rechnungen bestätigen die analytischen Resultate.
Die Kenntnis der Evolution der Geschwindigkeitsverteilungsfunktion erlaubt es, einem granularen Gas ein „Alter“ zuzuordnen.