Phasenfeld-Untersuchungen zur Hydrodynamik partieller Benetzung:
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Jülich
Forschungszentrum, Zentralbibliothek
2003
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| Schriftenreihe: | Berichte des Forschungszentrums Jülich
4081 |
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| Beschreibung: | Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2003 |
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SEITE:
I
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
2
BENETZUNG
UND
FILM-WACHSTUM
5
2.1
BENETZUNG
EINES
SUBSTRATES
DURCH
EINEN
FLUESSIGKEITSFILM
.
6
2.1.1
DIE
STATIK
DER
BENETZUNG
.
6
2.1.2
BENETZUNGSUEBERGANG
UND
EFFEKTIVES
GRENZFLAECHENPOTENTIAL
.
7
2.1.3
PARTIELLE
BENETZUNG
UND
PREWETTING-LINIE
.
9
2.2
STRUKTURBILDUNG
IN
NICHTGLEICHGEWICHTSZUSTAENDEN
.
12
2.2.1
FILMKONTAKTE
BEI
DER
PARTIELLEN
BENETZUNG
.
12
2.2.2
GINZBURG-LANDAU-MODELL
UND
LUBRIKATIONSNAEHERUNG
.
14
2.2.3
BESCHREIBUNG
DER
FLUESSIGKEITSDYNAMIK
DURCH
DIE
VOLLE
NAVIER-STOKES-GLEICHUNG
.
21
2.3
EXPERIMENTELLE
BEOBACHTUNGEN
.
23
3
DIE
PHASENFELDMETHODE
IN
DER
HYDRODYNAMIK
25
3.1
DIE
IMPLEMENTIERUNG
DER
NAVIER-STOKES-GLEICHUNG
.
27
3.1.1
DAS
MARKER-AND-CELL
ROEHRENMODELL
.
28
3.1.2
SYSTEMBEGRENZENDE
RANDBEDINGUNGEN
.
32
3.1.3
DIE
NUMERISCHE
STABILITAET
DER
HYDRODYNAMISCHEN
GLEICHUNGEN
.
34
3.2
DAS
PHASENFELDMODELL
.
35
SEITE:
II
INHALTSVERZEICHNIS
3.2.1
MODELLANSAETZE
IM
VERGLEICH.
.
36
3.2.2
DIE
PHASENFELDMETHODE
.
41
3.2.3
DAS
GRENZFLAECHENPROFIL
UND
SEINE
DYNAMIK
.
44
3.2.4
DIE
PROJEKTIVE
PHASENFELDMETHODE
UND
DIE
ENTKOPPLUNG
DER
OBERFLAECHENSPANNUNG
.
46
3.2.5
DIE
NUMERISCHE
BEHANDLUNG
DER
RESTOBERFLAECHENSPANNUNG
.
48
3.3
DIE
KOPPLUNG
VON
PHASENFELD
UND
NAVIER-STOKES-GLEICHUNG
.
50
3.3.1
STROEMUNGSPARAMETER
UND
DIE
ADVEKTION
DES
PHASENFELDES
.
50
3.3.2
DIE
GRENZFLAECHENKRAEFTE
.
52
3.3.3
ZUSAMMENSTELLUNG
DES
GLEICHUNGSSATZES
.
53
3.4
EIN
VERBESSERTES
PHASENFELDMODELL
.
55
3.4.1
DER
PHASENFELD-CUTOFF
BEI
GROBER
DISKRETISIERUNG
.
56
3.4.2
MODELLVERBESSERUNGEN
.
62
3.4.3
DIE
VERBESSERUNG
DER
NORMALENPROJEKTION
.
62
3.4.4
DAS
YYEINRASTEN
"
DES
PHASENFELDES
AM
GITTER
.
65
3.4.5
WIEDERHERSTELLUNG
DER
TRANSLATIONSINVARIANZ
.
66
3.4.6
MODIFIZIERUNG
DES
PHASENFELDPOTENTIALS
.
69
3.4.7
NORMALENPROJEKTION
UND
PHASENFELDPOTENTIAL
.
71
3.4.8
ZUSAMMENFASSUNG
DER
MODIFIKATIONEN
DES
ALGORITHMUS
.
74
3.4.9
EXAKTE
PHASENFELDERHALTUNG
.
76
4
ZWEIDIMENSIONALE
HYDRODYNAMIK
77
4.1
GRENZFLAECHENSCHWINGUNGEN
ALS
TEST
.
78
4.1.1
KAPILLARWELLEN
.
78
4.1.2
SCHWEREWELLEN
.
81
4.2
DER
DIFFUSIVE
GRENZFALL
DER
PARTIELLEN
BENETZUNG
.
85
4.2.1
MODELLIERUNG
UND
SIMULATION
.
86
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE:
III
4.2.2
DER
GRENZFALL
KRIECHENDER
ENTNETZUNG
.
91
4.3
DIE
PARTIELLE
ENTNETZUNG
BEIM
UEBERGANG
ZU
HOEHEREN
REYNOLDS-ZAHLEN
.
95
4.3.1
NUMERISCHE
SIMULATIONEN
ZU
VERRINGERTEN
VISKOSITAETEN
.
95
4.3.2
DAS
SPEKTRUM
DER
OBERFLAECHENWELLEN
.
98
4.3.3
DIE
ASYMPTOTIK
DER
OBERFLAECHENWELLEN
.
100
4.4
RIESELFILME
.
103
4.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ZWEIDIMENSIONALEN
ANALYSEN
.
106
5
DREIDIMENSIONALE
HYDRODYNAMIK
109
5.1
NUMERISCHE
TESTS
.
110
5.2
HYDRODYNAMISCHE
SKALIERUNG
.
112
5.3
DIE
INSTABILITAET
DER
ENTNETZUNGSFRONT
.
114
5.4
DIE
STABILITAETSANALYSE
DES
FLUIDEN
HALBRAUMES
.
120
5.4.1
LINEARE
STABILITAETSANALYSE
DES
L-SEITIGEN
MODELLS
.
121
5.4.2
LINEARE
STABILITAETSANALYSE
DES
2-SEITIGEN
MODELLS
.
123
5.5
DIE
STABILITAETSANALYSE
DES
FLUIDEN
FILMS
.
125
5.5.1
LINEARE
STABILITAETSANALYSE
DES
L-SEITIGEN
MODELLS
.
126
5.5.2
LINEARE
STABILITAETSANALYSE
DES
2-SEITIGEN
MODELLS
.
128
5.6
DIE
KOPPLUNG
VON
DIFFUSIVEM
UND
KONVEKTIVEM
TRANSPORT
.
128
5.6.1
GEKOPPELTER
TRANSPORT
IM
HALBRAUM
.
128
5.6.2
ABWEICHUNGEN
VOM
MULLINS-SEKERKA-VERHALTEN
(HALBRAUM)
.
132
5.6.3
DIE
INSTABILITAET
IM
SCHWACH
GEDAEMPFTEN
SYSTEM
.
134
5.6.4
GEKOPPELTER
TRANSPORT
IM
DUENNEN
FILM
.
135
5.6.5
ABWEICHUNGEN
VOM
MULLINS-SEKERKA-VERHALTEN
(DUENNER
FILM)
.
137
5.7
DIE
ERWEITERTE
METASTABILITAET
DER
FILMPHASEN
.
138
5.8
DIE
BESTIMMUNG
DER
KAPILLARITAETSLAENGE
.
142
5.9
PARTIELLE
ENTNETZUNG
IM
KANAL
.
145
5.9.1
STATIONAERES
WACHSTUM
IM
KANAL
.
149
SEITE:
IV
INHALTSVERZEICHNIS
6
ZUSAMMENFASSUNG
161
A
KAPILLARSCHWINGUNG
ZWISCHEN
ZWEI
PLATTEN
167
B
ABSCHAETZUNG
DER
KAPILLARITAETSLAENGE
171
C
DARSTELLUNG
DER
DISKRETISIERUNG
175
LITERATURVERZEICHNIS
177
VEROEFFENTLICHUNGEN
182
VERZEICHNIS
WICHTIGER
VARIABLEN
183
DANKSAGUNG
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