Numerical modeling of the dynamics of nano- and microparticles at or close to an interface between two immiscible fluids based on a particle method

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Das Ziel des Projekts besteht in der Formulierung und Validierung eines Kontinuumsmodells für die Dynamik von kleinen Partikeln, speziell Nanopartikeln, an der Grenzfläche zwischen zwei nicht-mischbaren Fluiden. Die Partikel werden dabei als starre Körper modelliert. Die Fluide werden im Rahmen eines partikelbasierten Kontinuumsansatzes, der Finite-Pointset- Method (FPM), beschrieben. Die zu Verfügung stehende FPM soll erweitert werden, wobei die Benetzungsdynamik von an der Grenzfläche adsorbierten Partikeln, elektrokinetische Effekte aufgrund der Debye-Schicht um die Partikel und thermische Fluktuationen berücksichtigt werden. Zu den Phänomenen, die innerhalb des beantragten Projekts im Vordergrund stehen, gehört der Transport von Partikeln über die Phasengrenze hinweg, d. h. Adsorptions- und Desorptionsphänomene, und der Transport entlang der Phasengrenze. Auf diese Weise soll eine komplementäre Beschreibung zu Ansätzen geschaffen werden, in denen individuelle Partikel nicht aufgelöst werden, sondern wo der Transport von Surfactants mit Hilfe eines Konzentrationsfeldes modelliert wird.