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Teilprojekt II - Konvektionsinduzierte Morphologieübergänge - der Forschergruppe `Grenzflächendynamik bei Strukturbildungsprozessen`
Projektbearbeiter:
K. Kassner, G. Warnecke
Finanzierung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ;
Strukturbildungserscheinungen im nichtfacettierten Kristallwachstum werden auf der Basis eines Kontinuumsmodells untersucht. Dabei wird der Einfluss der Konvektion berücksichtigt. Ein kombinierter Phasenfeld/Gitter-Boltzmann-Ansatz wird zur Simulation dendritischen Wachstums in einer unterkühlten Schmelze benützt. Der Phasenübergangsprozess wird mittels des Phasenfeldmodells von Karma und Rappel behandelt, während die Strömung im Rahmen eines Gitter-Boltzmann-Verfahrens (LBGK) simuliert wird, in das die Wechselwirkung mit dem Festkörper sowie thermische Konvektion integriert wurden. Bisher beschränken wir uns auf das symmetrische Modell. Um Wärmetransport durch Leitung und Konvektion zu simulieren, benützen wir die Mehrkomponenten-LBGK-Methode. Der Schritt der Strömungssimulation kann im Fall rein diffusiven Wachstums entfallen. Je nach der Stärke der Anisotropie der Oberflächenspannung und der Unterkühlung erhalten wir in den Simulationen Dendriten oder Dublonen. Dendritisches Wachstum in einer Scherströmung wurde für verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten simuliert, ebenso Wachstum unter natürlicher Konvektion mit verschiedenen Orientierungen des Kristalls im Gravitationsfeld. Der Einfluss paralleler Strömung auf den Arbeitspunkt der Dendritenspitze wurde untersucht. Darüberhinaus haben wir erste Simulationen von Kristallwachstum in einem Kanal mit eingeprägter antiparalleler Strömung durchgeführt.

Schlagworte

Grenzflächendynamik, Konvektion, Strukturbildung, convection, crystal growth
Kontakt
Prof. Dr. Klaus Kassner

Prof. Dr. Klaus Kassner

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Fakultät für Naturwissenschaften

Institut für Theoretische Physik

Universitätsplatz 2

39106

Magdeburg

Tel.+49 391 6718799

Fax:+49 391 6711205

klaus.kassner(at)ovgu.de

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