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

基于粒子法的两种不混溶流体界面处或附近的纳米粒子和微米粒子动力学的数值模拟

• 批准号: 192457295
• 负责人: Professor Dr. Steffen Hardt
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Nano- und Mikrofluidik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/192457295?language=en
• 关键词: Numerical; modeling; dynamics; nano; microparticles

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.

Das Ziel des Projekts besteht in der Formulierung und Validierung eines Kontinuummodells für die Dynamik von kleinen Partikeln，speziell Nanopartikeln，an der Grenzfläche zwischen zwei nicht-mischbaren Fluiden.这个小韦尔登很像是一个模型。流体韦尔登在拉赫曼是一个partikelbasierten连续sansatzes，该方法的点集方法（FPM），beschrieben。FPM的测试是韦尔登的结果，它是由一个吸附在颗粒表面上的颗粒产生的Benetzungsdynamik、Debye-Schicht的电动效应和热通量韦尔登产生的。Zu den Phänomenen，die innerhalb des beantragten Projekts im Vordergrund stehen，gehört der Transport von Partikeln über die Phasengrenze hinweg，d. H.吸附和解吸，以及相转移。在这种情况下，表面活性剂的输运过程中，表面活性剂的输运过程将通过一个模型来完成，而不是通过一个韦尔登来完成，因为单个颗粒不会增加韦尔登。

项目成果

A Multiscale Meshfree Method for Macroscopic Approximations of Interacting Particle Systems

相互作用粒子系统宏观近似的多尺度无网格方法

• DOI: 10.1137/130945788
• 发表时间: 2014
• 期刊: Multiscale Model. Simul.
• 作者: A. Klar;S. Tiwari
• 通讯作者: S. Tiwari

Numerical simulation of wetting phenomena by a meshfree particle method

• DOI: 10.1016/j.cam.2015.07.021
• 发表时间: 2014-06
• 期刊: J. Comput. Appl. Math.
• 作者: S. Tiwari;A. Klar;S. Hardt

Line tension and reduction of apparent contact angle associated with electric double layers

• DOI: 10.1063/1.4892621
• 发表时间: 2014-08
• 期刊: Physics of Fluids
• 影响因子: 4.6
• 作者: Aaron Dorr;S. Hardt

Brownian dynamics of rigid particles in an incompressible fluctuating fluid by a meshfree method

• DOI: 10.1016/j.compfluid.2016.01.003
• 发表时间: 2014-02
• 期刊: arXiv: Dynamical Systems
• 作者: Anamika Pandey;S. Hardt;A. Klar;S. Tiwari

Driven particles at fluid interfaces acting as capillary dipoles

• DOI: 10.1017/jfm.2015.129
• 发表时间: 2015-05-01
• 期刊: JOURNAL OF FLUID MECHANICS
• 影响因子: 3.7
• 作者: Doerr, Aaron;Hardt, Steffan
• 通讯作者: Hardt, Steffan