Diese Arbeit behandelt die Beschreibung des Fließens und des Blockierens von granularer Materie. Granulare Materie kann einen Verfestigungsübergang durchlaufen. Dieser wird Jamming genannt und ist maßgeblich durch vorliegende Spannungen sowie die Packungsdichte der Körner, welche das Granulat bilden, bestimmt. Die Rheologie dichter granularer Medien ist zusätzlich zu Spannung und Packungsdichte stark durch Reibung zwischen den Körnern beeinflusst. Wir zeigen mittels numerischer Simulationen und analytischer Betrachtungen, wie Reibung Jamming qualitativ verändert. Reibungsfreies Jamming ist ein kontinuierlicher Phasenübergang mit einem kritischen Punkt bei verschwindender Spannung. Reibungsbehaftetes Jamming ist ein diskontinuierlicher Phasenübergang mit einem kritischen Punkt bei endlicher Spannung. Der kritische Punkt bei endlicher Spannung führt zu bemerkenswertem Verhalten: Oberhalb der kri- tischen Packungsdichte gibt es ein Intervall an Packungsdichten, innerhalb dessen große oder kleine Spannungen zum Fließen führen, mittlere Spannungen hingegen führen zum Blockieren des Mediums. Das Fließverhalten nahe Jamming ist stark durch die Systemgröße beeinflusst: Es gibt eine kritische Systemgröße, oberhalb derer zeitabhängiger Fluss entsteht. Dieser zeitabhängige Fluss wird durch die Ausbildung von großskaligen Strukturen im Spannungsfeld erklärt. Sowohl die großskaligen Strukuren als auch der damit einhergehende zeitabhängige Fluss sind neuartige Phänomene im Fluss von trockenen Granulaten und durch Rei- bung hervorgerufen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0028-8806-F |
| Date | 09 August 2016 |
| Creators | Grob, Matthias |
| Contributors | Zippelius, Annette Prof. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | cumulativeThesis |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
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