Capillary driven effects in fluids and solids

  • Capillary driven effects are of fundamental importance in a number of physical processes, such as phase transitions and diffusion. An introduction to interfacial thermodynamics is given, based on which the multiphase field method is extended to capillar-driven interfacial diffusion, material deformation and movement of rigid bodies by capillary bridges. The proposed method was applied to investigate the dynamics of the surface profile during thermal annealing and the dynamics of nanoclusters on initially flat surfaces. Furthermore, the coupling of phase transitions and interfacial tension of elastic materials is demonstrated. A study of the compaction dynamics of capillary bridges is performed on the model of two, three and four solid particles under the effect of a single capillary bridge between them.
  • Kapillar getrieben Effekte sind von grundlegender Bedeutung bei einer Reihe von physikalischen Prozessen, wie Phasenübergängen und Diffusion. Eine Einführung in die Thermodynamik von Grenzflächen ist gegeben, auf dessen Basis die Mehrphasenfeldmethode auf die kapillar getriebene Grenzflächendiffusion, Materialverformung sowie Bewegung von starren Körpers durch Kapillarbrücken erweitert wird. Die vorgeschlagene Methode wurde angewendet, um die Dynamik des Oberflächenprofils während des thermischen Rillens und die Dynamik von Nanoclustern auf anfänglich flachen Oberflächen zu untersuchen. Weiterhin wird die Kopplung von Phasenübergängen und Grenzflächenspannung elastischer Materialien demonstriert. Eine Untersuchung der Verdichtungsdynamik von Kapillarbrücken wird am Modell von zwei, drei und vier festen Teilchen unter der Wirkung einer einzelnen Kapillarbrücke zwischen ihnen analysiert.

Download full text files

Export metadata

Statistics

Number of document requests

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Raphael SchiedungORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-68370
DOI:https://doi.org/10.13154/294-6837
Referee:Ingo SteinbachORCiDGND, Ulrich KöhlerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2019/12/17
Date of first Publication:2019/12/17
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2019/11/18
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Kapillarität; Oberflächendiffusion; Oberflächenspannung; Grenzflächenspannung; Kompaktifizierung
Institutes/Facilities:Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS)
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht