Anisotropie-Effekte in dreidimensionaler Kristallisation in Kapillaren

Es werden Phasenfeldsimulationen von Kristallwachstum in dreidimensionalen Kapillaren durchgeführt. Der Querschnitt der Kapillare ist ein gleichseitiges Dreieck, ein Quadrat, ein gleichseitiges Sechseck oder ein Kreis. Die Kristallstruktur ist kubisch, die Orientierung der Anisotropie wird variiert von mit der Kapillarenorientierung kompatiblen Ausrichtungen des Kristalls zu beliebig verkippten Systemen der Kristall- und Kapillarenachsen. Die numerischen Programme existieren bereits, müssen aber für größere Systeme noch effektiv parallelisiert werden. Ziel der Untersuchung ist die Bestimmung von stationären Strukturen und dynamischen Zuständen sowie ihrer jeweiligen Stabilitätsbereiche. Interessant ist vor allem, auf welche Weise die für isotrope Systeme gefundenen oszillatorischen Dynamiken durch die Anisotropie gestört werden und welche periodischen Zustände stabil bleiben.

Anisotropy effects in three-dimensional crystallization in capillaries

Phase field simulations of crystal growth in three-dimensional capillaries are carried out. The cross-section of the capillary is an equilateral triangle, a square, an equilateral hexagon or a circle. The crystal structure is cubic, the orientation of the anisotropy is varied from orientations of the crystal compatible with the capillary orientation to arbitrarily tilted systems of the crystal and capillary axes. The numerical programs already exist, but still need to be effectively parallelized for larger systems. The aim of the investigation is to determine stationary structures and dynamic states as well as their respective stability ranges. Of particular interest is the way in which the oscillatory dynamics found for isotropic systems are disturbed by the anisotropy and which periodic states remain stable.