Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 46: POSTER II

DY 46.8: Poster

Donnerstag, 26. März 1998, 14:30–17:30, B

Dreidimensionale gerichtete Erstarrung: Simulation ausgedehnter Systeme — •Klaus Kassner¹, Jean-Marc Debierre² und Bernard Billia² — ¹Institut für Theoretische Physik, Universität Magdeburg, Postfach 4120, D-39016 Magdeburg — ²AMTOP, Faculté des Sciences de St. Jérôme, Case 151, F-13397 Marseille, Cedex 20, France

Eine asymptotisch gültige Gleichung für die Grenzflächenbewegung in gerichteter Erstarrung erlaubt die numerische Untersuchung der zeitlichen Entwicklung dreidimensionaler zellulärer Strukturen auch für ausgedehnte Systeme.

Neben statistischen Methoden, die schon in der Analyse von Experimenten verwendet worden sind, führen wir neue Konzepte zur komprimierten Darstellung der dynamischen Entwicklung des Systems ein.

Im allgemeinen kann man drei Wachstumsphasen unterscheiden. Während der ersten findet eine grobe Selektion einer charakteristischen Längenskala statt. Diese Phase ist kurz: diffusiver Transport kann nur durch einen kleinen Teil des Systems erfolgen. In der zweiten, viel längeren Phase gleichen sich die Zellen aneinander an, die Entwicklung verläuft in Richtung auf eine polykristallin geordnete Struktur. Die dritte Phase ist durch sehr langsame Defektelimination gekennzeichnet.

Für Temperaturgradienten in der Nähe der Instabilitätsschwelle ist das Endmuster im wesentlichen stationär, bei niedrigeren Temperaturgradienten tritt ein oszillatorischer Zustand auf, der mit einer Verdreifachung der Längenskala verknüpft ist.