Kontrolle von Strömungen in magnetischen Kolloiden

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Im Rahmen des geplanten Vorhabens sollen Modelle entwickelt und experimentell überprüft werden, die eine umfassende makroskopische Beschreibung der Beeinflussung magnetischer Flüssigkeiten durch Magnetfelder zulassen. Dabei soll - im Gegensatz zu den bisher üblichen Ansätzen - die Kombination der Beeinflussung der Eigenschaften und der Kontrolle der Strömungen durch magnetische Felder unabhängig von der Mikro-Struktur der Fluide gemeinsam erfasst werden. Als Ergebnis dieser Untersuchungen soll damit eine gesamtheitliche Theorie der Strömungskontrolle in Ferrofluiden unter Berücksichtigung ihrer magnetoviskosen Eigenschaften auf makroskopischem Level entstehen. Als Modellsystem wird dabei die Strömung zwischen zwei rotierenden Zylindern gewählt, die eine Vielzahl komplexer Strömungszustände bietet, deren magnetische Kontrolle und Veränderung untersucht werden kann. Vom theoretischen Gesichtspunkt werden im Rahmen des Vorhabens zwei zentrale Stränge verfolgt - die makroskopische Beschreibung der magnetoviskosen Effekte und die strömungsmechanische Beschreibung der magnetischen Kontrolle der Flüssigkeitsbewegung. Diese beiden Stränge sollen abschließend zu der erwähnten gesamtheitlichen Beschreibung zusammengefügt werden. Die Besonderheit des Vorhabens liegt darin, dass die theoretischen Arbeiten von einem umfangreichen experimentellen Arbeitsprogramm begleitet werden. Dieses enthält sowohl die Validierung der Theorien zum magnetoviskosen Verhalten, als auch die notwendigen strömungsmechanischen Untersuchungen.