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dc.contributor.advisor Zippelius, Annette Prof. Dr. de
dc.contributor.author Herbst, Olaf de
dc.date.accessioned 2005-03-18T15:34:16Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T13:40:14Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:12Z de
dc.date.issued 2005-03-18 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B589-A de
dc.description.abstract In der vorliegenden Dissertation geht es um getriebene granulare Gase in zwei Dimensionen. Zunächst werden Systeme glatter Kugeln zwischen zwei vibrierenden Wänden betrachtet. Solche Systeme sind immer inhomogen. Mit Hilfe ereignisgesteuerter Molekulardynamik-Simulationen messen wir alle hydrodynamischen Felder für einen großen Bereich von Systemparametern. Durch Verknüpfen des lokal gemessenen Drucks mit der lokalen Dichte und Temperatur erhalten wir eine konstitutive Gleichung. Diese kann für Systeme, die nicht allzu inelastisch sind, als Zustandgleichung aufgefasst werden, während sie für stärker inelastische Systeme von den globalen Systemparametern abhängt. Außerdem überprüfen wir eine Verallgemeinerung des Fourier'schen Wärmeleitungsgesetzes, das den lokalen Wärmestrom als Funktion der lokalen Dichte- und Temperaturgradienten ausdrückt. Dies funktioniert gut für mittlere Inelastizitäten, solange die Systeme nicht allzu inhomogen sind. Außerdem zeigen wir, dass die räumlich aufgelöste Geschwindigkeitsverteilung der Teilchen nicht durch ein Skalengesetz beschrieben werden kann, sondern dass das Verhalten nicht-universell ist. Insbesondere unterscheidet sich die Verteilungsfunktion für die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Wand von der für die Komponente parallel zur Wand, und hohe Geschwindigkeiten werden viel häufiger beobachtet, als es eine Maxwell-Boltzmann-Verteilung voraussagen würde. Zudem finden sich charakteristische Merkmale des Treibens in der Wahrscheinlichkeitsverteilung für hohe Geschwindigkeiten in der Mitte des Systems wieder. Zum Schluss werden homogen getriebene Systeme rauer Kugeln mit Coulomb'scher Reibung präsentiert. Für diese Systeme führen wir eine analytische Berechnung der zeitlichen Entwicklung der granularen Translations- und Rotationstemperaturen in Molekularfeldnäherung durch und beobachten eine gute Übereinstimmung mit Simulationen. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title Stationary Properties of Driven Granular Gases de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Eigenschaften stationärer getriebener granularer Gase de
dc.contributor.referee Zippelius, Annette Prof. Dr. de
dc.date.examination 2005-02-24 de
dc.subject.dnb 530 Physik de
dc.description.abstracteng We study driven granular gases in two dimensions. First we present systems of smooth particles between two vibrating walls. For these intrinsically inhomogeneous systems we measure all hydrodynamic fields for a wide range of inelasticities and system sizes using Event-Driven Molecular Dynamics simulations. Relating the locally measured pressure to the local density and temperature, we construct a constitutive relation. This relation can be considered as a local equation of state up to moderate inelasticities while it depends on the global system parameters for higher inelasticities. We also test the generalization of Fourier's law of thermal conductance, which relates the local heat flux to the local density and temperature gradients. We find reasonable agreement for moderately inelastic systems that are not too inhomogeneous. Furthermore, we present local velocity distributions of these systems and find that they do not scale. In particular, the distribution of the velocity component perpendicular to the walls differs from the one parallel to the walls. The Maxwell-Boltzmann distribution is found to be only a rough estimate as we find overpopulated high velocity tails that also depend on the position in the sample. Even a signature of the driving mechanism can be found in those tails. Finally we turn to homogeneously driven systems of rough particles with Coulomb friction. For these systems we analytically calculate the full dynamic evolution and stationary state values of the translational and rotational granular temperatures in mean field theory and find good agreement with Event-Driven Molecular Dynamics simulations. de
dc.contributor.coReferee Herminghaus, Stephan Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger granular kinetische Theorie Dissipation Zustandsgleichung Geschwindigkeitsverteilung de
dc.subject.eng granular kinetic theory dissipation equation of state velocity distribution de
dc.subject.bk 33.10 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-69-4 de
dc.identifier.purl webdoc-69 de
dc.affiliation.institute Fakultät für Physik de
dc.subject.gokfull RFN 800: Gasdynamik {Physik: Mechanik} de
dc.identifier.ppn 501899898 de

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