Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 22: Granulare Materie I

DY 22.5: Vortrag

Dienstag, 28. März 2000, 12:00–12:15, H2

Rippelbildung in Sand verursacht durch eine Scherströmung — •C.A. Krülle, A. Betat, V. Frette und I. Rehberg — Experimentalphysik V, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth

Ein enger ringförmiger Kanal wird je zur Hälfte mit Sand (Glaskugeln mit Durchmessern zwischen 280 und 300 µm) und Wasser gefüllt. Mittels einer Rotorscheibe wird in der Wasserschicht über der Sandoberfläche eine Scherströmung erzeugt. Bei Überschreitung einer kritischen Stärke der Scherströmung bildet sich auf der anfänglich geglätteten Sandoberfläche ein räumlich periodisches Rippelmuster. Nach typischerweise 20 – 30 Stunden stellt sich ein Zustand mit konstanter Rippelamplitude ein. Die Rippel propagieren mit konstanter Geschwindigkeit in Strömungsrichtung. Durch die Verfolgung von einzelnen Tracerteilchen mit Hilfe einer CCD-Kamera lassen sich die Bewegungen an der Sandoberfläche und am äußeren Rand des Kanals aufzeichnen. Zeitrafferaufnahmen visualisieren die nichtlineare Dynamik und lassen wichtige Erkenntnisse zum Verständnis der Rippelbildung gewinnen.