TP-A6
Beschreibung
Die Phasengrenzfläche stellt sowohl für den Stofftransport als auch für den Wärmeübergang einen Widerstand dar. Bisher wurden diese Widerstände mit Hilfe der Dichtefunktionaltheorie (DFT) und der Molekulardynamik nur für Gas-Flüssig-Gleichgewichte reiner Komponenten untersucht. Auf dem Gebiet der Transportwiderstände von Grenzflächen sind bisher noch viele Zusammenhänge unerforscht, wie der Effekt der Oberflächenkrümmung der Grenzfläche unter Nichtgleichgewichtsbedingungen, die Kopplung von Wärme- und Stofftransport bei Kristallistationsprozessen (Nukleation) und insbesondere die Betrachtung der Widerstände der Phasengrenzfläche bei Mischungen. Bei Mischungen kommt es zudem häufig vor, dass eine Komponente an der Grenzfläche akkumuliert (adsorbiert) und man in Folge dessen hohe Transportwiderstände erwarten kann.
Ziel diese Projektes ist es, die Grenzflächeneigenschaften von Mischungen im Gleichgewicht vorherzusagen sowie die Transporteigenschaften dieser Systeme unter starken Nichtgleichgewichtsbedingungen, die bei extremen Umgebungsbedingungen vorherrschen, zu korrelieren. Die DFT wird dabei angewandt um die Oberflächenspannung und weitere mikroskopische Eigenschaften, wie die Orientierung polarer Moleküle an der Grenzfläche, zu beschreiben. Zusammen mit der klassischen Nichtgleichgewichtsthermodynamik wird die DFT angewandt um die Transporteigenschaften der Mischungen zu korrelieren und zuverlässig zu extrapolieren. Dieses Projekt schlägt eine Brücke zwischen Ergebnissen der Molekulardynamik und den kontinuumstheoretischen Ansätzen des SFB-TRR 75. Es liefert sowohl ein theoretisches Verständnis als auch einen praktischen (in Teilen auch prädiktiven) Modellierungsansatz für Grenzflächen unter starken Nichtgleichgewichtsbedingungen.
Publikationen
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Stierle, R., Gross, J.:
Hydrodynamic density functional theory for mixtures from a variational principle and its application to droplet coalescence.
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On the Selection of Boundary Conditions for Droplet Evaporation and Condensation at high Pressure and Temperature Conditions from interfacial Transport Resistivities
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Droplet Evaporation under High Pressure and Temperature Conditions: A Comparison of Experimental Estimations and Direct Numerical Simulations.
Proceedings ILASS–Europe. 2019.
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