Computer simulation of ferrofluids

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Wir wollen die statischen Eigenschaften von Ferrofluiden mittels Molekulardynamik-Simulationen untersuchen. Dazu sollen geeignet Algorithmen zur Berechnung der langreichweitigen Dipolwechselwirkung implementiert werden. Zuerst werden verschiedene Wechselwirkungspotentiale in Hinblick auf ihre Anwendbarkeit für die Ferrofluidmodellierung ausgetestet. Danach wird die magnetische Polarisierbarkeit über die magnetische Suszeptibilität als Funktion der Konzentration und Teilchengröße gemessen. Später soll der Einfluß polydisperser Ferrofluide auf das magnetische Verhalten detailliert studiert werden. Die Simulation der Teilchendichteverteilung liefert uns Strukturfaktoren zur besseren Interpretierbarkeit experimenteller Streudaten, sowie Einblicke in den Ketten- und Clusterbildungsprozess der Dipole. Schwerpunkte sind hier insbesondere das Verhalten der Kettenlänge als Funktion von Konzentration, äußerem Feld und Teilchengröße, bzw. deren Verteilung. Hiervon versprechen wir uns Aufschlüsse über das rheologische Verhalten der Flüssigkeiten. Weiterführende Arbeiten sollen Brown'sches und Néel'sches Relaxationsverhalten der Ferrofluide simulieren, sowie den Einfluß von Scherströmungen auf den Kettenbildungsprozess klären.