Modellierung der Dynamik granularer Materie durch ein viskoplastisches Kontinuumsmodell

In dieser Arbeit werden zwei bekannte granulare Problemstellungen mithilfe eines Kontinuumsmodells untersucht. Dafür werden zunächst die wichtigsten Erkenntnisse der granularen Rheologie und der Experimente zusammengefasst. Aufbauend auf diesen Grundlagen wird eine inkompressible Impulsgleichung mit...

Verfasser: Zub, Thomas Stanislaus
Weitere Beteiligte: Linz, Stefan (Gutachter)
FB/Einrichtung:FB 11: Physik
Dokumenttypen:Dissertation/Habilitation
Medientypen:Text
Erscheinungsdatum:2016
Publikation in MIAMI:20.02.2017
Datum der letzten Änderung:22.02.2017
Angaben zur Ausgabe:[Electronic ed.]
Schlagwörter:Strömungsmechanik; Granulat; OpenFOAM; Cauchy-Bewegungsgleichungen; Kontinuumsmodell; Bouncing-Ball-Modell; Musterbildung
Fachgebiet (DDC):530: Physik
Lizenz:InC 1.0
Sprache:Deutsch
Format:PDF-Dokument
URN:urn:nbn:de:hbz:6-53219402525
Permalink:https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-53219402525
Onlinezugriff:diss_zub.pdf

In dieser Arbeit werden zwei bekannte granulare Problemstellungen mithilfe eines Kontinuumsmodells untersucht. Dafür werden zunächst die wichtigsten Erkenntnisse der granularen Rheologie und der Experimente zusammengefasst. Aufbauend auf diesen Grundlagen wird eine inkompressible Impulsgleichung mit einer scherverdünnenden Viskosität und einer druckabhängigen Grenzspannung abgeleitet. Das vorliegende Modell wird nun zunächst auf den Fluss entlang der schrägen Ebene angewendet und reproduziert charakteristische Eigenschaften. Danach folgt die Anwendung auf die Musterbildung unter vertikaler Vibration, dessen Kraftmodellierung durch das inelastische Bouncing-Ball-Modell beschrieben wird. Das erweiterte Modell wird dann numerisch behandelt. Die experimentell gefundenen Muster werden numerisch reproduziert und wesentliche Eigenschaften herausgestellt.