Modellierung von Gleichgewicht und Stofftransport an fluiden Phasengrenzen gestützt auf molekulare Simulationen

点击翻译按钮获取中文摘要

Die Kenntnis insbesondere über die dynamischen Vorgänge an Phasengrenzen ist heute noch sehr begrenzt. Verfügbare Experimentaltechniken erlauben nur unter größten Mühen die Ermittlung von Informationen über den Raum der Phasengrenze zwischen zwei flüssigen Phasen. Molekulare Computersimulationen erlauben dagegen Einblicke in das grenzflächennähe Geschehen auf Größenskalen, die mit dem realen Experiment heute nicht erreichbar sind. Da in technischen Systemen gerade die Eigenschaften der Grenzfläche selbst von entscheidender Bedeutung sind (z.B. Grenzflächenviskosität. Marangoni-Instabilitäten), soll mit diesem Projekt ein detailliertes Verständnis für die Vorgänge an Phasengrenzen entwickelt werden, das sich anschließend in für den Ingenieur geeigneten Modellen niederschlägt. Insbesondere soll im ersten Antragszeitraum ein Stabilitätskriterium für das Auftreten von Mikrotropfen mit Hilfe von Monte-CarloSimulationen in Gittersystemen verifiziert werden. Die Mikrotropfen werden als Auslöser für ungeordnete Grenzflächenkonvektionen, wie z.B. Eruptionen angesehen. Die Ergebnisse sollen in molekulardynamischen Simulationen unabhängig von einem Gitter verifiziert werden. Anschließend soll das Lattice-BoltzmannVerfahren implementiert werden, mit dem später die Auswirkung der Mikrotropfen auf den Stoffdurchgang quantifiziert werden soll.