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SYWS: Simulation von Wachstum und Strukturbildung

SYWS 2: Fachsitzung II

SYWS 2.5: Fachvortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 18:15–18:30, S12

Simultanes Wachstum und Vergröberung von Dispersionen — •Lorenz Ratke¹ und Christoph Beckermann² — ¹Institut für Raumsimulation, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR, D-51170 Köln — ²Dept. of Mechanical Engineering, University of Iowa, Iowa City, Iowa 52242-1527, USA

In den klassischen Theorien des Teilchenwachstums ist die treibende Kraft (Übersättigung oder Unterkühlung) konstant, so dass ein parabolisches Wachstum resultiert. In den bekannten Theorien der Vergröberung wird diese treibende Kraft über den Gibbs-Thomson Effekt von der Krümmung der Teilchen abhängig. Die LSW Analyse zeigt dann, dass der mittlere Teilchenradius proportional zu dritten Wurzel aus der Zeit anwächst. In diesem Beitrag wird ein neuer Mechanismus des Wachstums und der Vergröberung vorgestellt, bei dem die treibende Kraft ein konstanter Wärmefluß durch die Oberfläche eines geeigneten Kontrollvolumens ist. Es wird gezeigt, dass dann ebenfalls ein kubisches Wachstumsgesetz resultiert. Überlagert man diesem Wachstum den Wärmeaustausch zwischen Teilchen einer Dispersion auf Grund des Gibbs-Thomson Effektes, bleibt in jedem Fall ein kubisches Wachstumsgesetz für den mittleren Teilchenradius erhalten, aber abhängig von der relativen Stärke des externen Wärmeflusses zum internen Wärmeaustausch ändert die Dispersion ihr Verhalten: von Teilchenzahl erhaltend zu Volumenanteil erhaltend. Das theoretische Modell wird vorgestellt, die analytischen und numerischen Resultate und ihre Bedeutung für z.B. die Vergröberung von Dendriten diskutiert.