Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 50: Hydrodynamik und Turbulenz I

DY 50.6: Vortrag

Freitag, 31. März 2000, 10:45–11:00, H2

Skalenverhalten bei der Tropfenbildung magnetischer Flüssigkeiten — •Alexander Rothert, Reinhard Richter und Ingo Rehberg — Universität Bayreuth, Physikalisches Institut, Experimentalphysik V, 95440 Bayreuth

Gemäß einer Theorie der Tropfenbildung nicht–magnetischer Fluide zeigen die Flüssigkeitsoberfläche und das Geschwindigkeitsfeld unmittelbar vor der Abschnürung selbstähnliches Verhalten [1]. Der Radius des Tropfenhalses und die Geschwindigkeit im Innern entlang der axialen Koordinate werden dabei durch universelle Skalenfunktionen beschrieben.

Zur Verifizierung dieser Theorie für magnetische Fluide untersuchen wir experimentell das Ablösen von Tropfen unter dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes und die Einschnürung einer Flüssigkeitsbrücke, welche durch ein Magnetfeld stabilisiert wird. Wir lösen den Abschnürvorgang zeitlich mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera auf und extrahieren aus den Bildern den Radius des Tropfenhalses als Funktion der axialen Koordinate und der Zeit.

Es zeigt sich, daß der minimale Radius – wie auch bei nicht–magnetischen Fluiden – proportional zur Zeit ist [2]. Zum weiteren Vergleich mit der Theorie passen wir die Skalenfunktionen für die Fälle Stokes’schen und Navier–Stokes’schen Strömungsverhaltens an die gesamte Berandungskurve des Tropfenhalses an.

[1] J. Eggers Rev. Mod. Phys. 69 (3) (1997) 865

[2] A. Rothert and R. Richter J. Magn. Magn. Mater. 201 (1999) 324