Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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DY: Dynamik und Statistische Physik
DY 20: POSTER I
DY 20.19: Poster
Dienstag, 23. März 1999, 09:30–13:00, F
Strukturbildung von Sand-Wasser-Suspensionen — •A. Betat1, C. Völtz1, G. Iori2, M. Schröter1 und I. Rehberg1 — 1Otto-von-Guericke-Universität, Institut für Experimentelle Physik, Abteilung für Nichtlineare Phänomene, PF 4120, 39016 Magdeburg — 2Department E.C.M, Facultat de Fisica, Universitat de Barcelona, 08028 Barcelona, Spanien
Exemplarisch für die reichhaltigen Szenarien der Strukturblidung von granularer Materie in Flüssigkeiten werden zwei experimentelle Untersuchungen vorgestellt: i) Die gravitativ instabile Schichtung von Granulat über Wasser und ii) die Rippelbildung unter dem Einfluss einer Wasserscherströmung.
In dem ersten Experiment kann der sedimentierende Sand fingerförmige, pilzförmige, u.a. Strukturen in der Flüssigkeit ausbilden. Ein theoretischer Zugang zu diesem System ergibt sich durch die Analogie zu dem klassischen Rayleigh-Taylor-Experiment mit zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten. Desweiteren werden die Strukturen mit der Modellierung durch einen zellulären Automaten verglichen.
Das paradigmatsche Strukturbildungsphänomen der strömungsinduzierten Rippelbildung kann für kleine Zeitskalen ( O(1 min)) ebenfalls mit den Vorhersagen linearisierter Modellgleichungen verglichen werden. Zur Beschreibung der sich auf großen Zeitskalen ( O(10 h)) einstellenden Amplituden, Wandergeschwindigkeiten und Erosionsraten kann auf die Prognosen plausibler Transportgleichungen zurückgegriffen werden.