Zentrum für Dynamik komplexer Systeme






Strukturbildung in Granularen Materialien

und in Planetaren Ringen




Granularen Materialien



Granulare Materialien sind Vielteilchensysteme, die sich durch inelastische Teilchenstöße auszeichnen. Das hat zur Folge, daß thermische Energie in innere Freiheitsgrade dissipiert wird und das Material kühlt (Granulare Temperatur !!!).

In Gasen aus Molekülen werden Dichteflukationen durch den Druck wieder ausgeglichen.
Im Gegensatz dazu kommt es bei Granularen Materialien in Regionen erhöhter Dichte zu einer größeren Kühlung und dadurch zu einem Druckabfall, was das umliegende Material in diese Regionen wandern läßt. Das Resultat ist Clusterbildung.



Numerische Simulationen granularer Gase und Clustererkennung

  • 2D mit Clustererkennung - 1000 Teilchen

  • 3D mit Clustererkennung - 10000 Teilchen

  • 2D - 20000 Teilchen

  • 3D - 10000 Teilchen




    Planetare Ringe



    Die Planetare Ringe bestehen aus Eisklumpen, die sich als Granulare Gase beschreiben lassen. Die inelastischen Stöße füren zu der extrem flachen Struktur der Ringe.
    Eine weitere Frage ist, inwiefern dissipative Teilchenstöe für weitere Strukturen in Planetaren Ringen verantwortlich sind.



    Numerische Simulationen planetarer Ringe

  • 2D - 20000 Teilchen

  • 3D - 5000 Teilchen



    Raumsonden - Experimente

  • Cassinimission zum Saturn