Thermal fluctuations in non-ideal fluids with the Lattice Boltzmann method

  • Im Rahmen der Lattice Boltzmann Methode wird ein Modell entwickelt, welches die Simulation einer nicht-idealen, van-der-Waals-artigen Flüssigkeit einschließlich thermischer Fluktuationen ermöglicht. Den Kern des entwickelten Langevin-Modells stellt ein Fluktuations-Dissipations-Theorem dar, welches die akkurate Thermalisierung aller Lattice-Boltzmann Freiheitsgrade gewährleistet. Die entwickelte Methode wird auf verschiedene Fragestellungen der Nanofluidik und kritischen Phasenübergänge angewandt. So wird unter anderem gezeigt, dass die Dynamik der Aufrauhung einer Flüssigkeitsgrenzfläche entscheidend von dem Dämpfungscharakter des Systems (schwach oder stark gedämpft) abhängt. Ferner wird gezeigt, dass sich die kritische Dynamik eines isothermen flüssig-gas Systems stark von der einer konventionellen Flüssigkeit unterscheidet, da die Divergenz der Relaxationszeit hier durch eine divergierende Volumenviskosität verursacht wird, wohingegen die Scherviskosität endlich bleibt.

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Metadaten
Author:Markus GrossORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-35356
Referee:Ingo SteinbachORCiDGND, Fathollah VarnikORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2012/09/17
Date of first Publication:2012/09/17
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2012/06/19
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Gitter-Boltzmann-Methode; Langevin-Gleichung; Kapillarwelle; Benetzung; Kritisches Phänomen
Institutes/Facilities:Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS)
Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf
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