Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 20: POSTER I

DY 20.22: Poster

Dienstag, 23. März 1999, 09:30–13:00, F

Axiale Sand-Wasser-Segregation in einem rotierenden Röhrchen — •A.P.J. Breu, A. Betat, C.A. Krülle, M.A. Scherer, G. Straßburger und I. Rehberg — Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Institut für Experimentelle Physik, Abteilung Nichtlineare Phänomene

Eine zu 10% mit Sand und 90% mit Wasser gefüllte Plexiglas-Röhre wird um ihre horizontale Zylinderachse gedreht. Der Begriff „Sand“ wird hierbei synonym verwendet für Glasperlen mit einem mittleren Durchmesser von ca. 300 µm. Bei niedrigen Drehfrequenzen beobachten wir homogen verteilte Sandlawinen. Ab 4,33 Hz verteilt sich der Sand in radialsymmetrischen Streifen auf der Innenwand des Röhrchens. Die Streifen sind getrennt von Domänen, in denen ausschließlich Wasser ist. Wenig über diesem Schwellwert der Drehfrequenz sind die Streifen noch instabil gegen kleine Störungen. Als Folge einer Störung verändern die Streifen ihre Breite sowie ihre Position. Wird die Drehfrequenz noch weiter erhöht, so stabilisieren sich die Streifen bei konstanter Drehfrequenz. Die Streifenbreite nimmt mit wachsender Drehfrequenz zu, bis das System in die Starrkörperrotation übergeht. In diesem Bereich ist der Sand homogen auf der Röhrenwand verteilt.