Modellierung der Scherdynamik kohäsiver, feindisperser Partikelsysteme

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In den letzten Jahrzehnten sind in der Schüttguttechnik die kontinuumsmechanischen Modelle und Messmethoden zur Beschreibung des Fließ- und Verfestigungsverhaltens von kohäsiven Schüttgütern geschaffen worden, die insbesondere für die praktische Auslegung verfahrenstechnischer Apparate wie z.B. Silos geeignet sind. Diese phänomenologischen Kontinuumsmodelle können jedoch nur einen Teil zum tieferen Verständnis der Bedeutung der vielgestaltigen physikalischen Partikeleigenschaften beitragen.Gegenwärtig ist im Bereich der diskreten Elemente Methoden (DEM) ein Wissensstand erreicht, der es ermöglicht, Haftkräfte in den Modellen detailliert zu berücksichtigen und somit das Verhalten kohäsiver Schüttgüter genauer zu untersuchen. Deshalb ist im Rahmen dieses Forschungsvorhabens geplant, den Einfluss von Van-der-Waals-Kräften zu untersuchen. Von ausschlaggebender Bedeutung ist dabei die Einführung einer irreversiblen inelastischen Kontaktabplattung als wesentlicher Bestandteil und Ursache der Haftkraftverstärkung.Ziel ist es, die semi-empirischen Fließkennwerte mittels einer vereinfachten Maßstabsübertragung auf charakteristische partikelmechanische Kontaktmodelle zurückzuführen. Diese Kontaktmodelle sind sowohl mit Hilfe eines Particle Interaction Apparatus als auch durch Rückrechnung aus Scherzellenergebnissen zu überprüfen, zu bewerten und zu verbessern, da sie die Grundlage der diskreten Simulation feindisperser Partikeln und gekoppelter Partikelagglomerate z.B. in einer Scherfuge bilden. Als Ergebnis dieser partikelmechanischen Untersuchungen werden wichtige Erkenntnisse erwartet, die dazu beitragen sollen, die physikalische Substanz der kontinuumsmechanischen Modelle zu fundieren, falls nötig zu erweitern und somit zu verbessern.