Teilchenbasierter Hybridansatz zur Strömungssimulation für die Mikrofluidik

• Applicant: Dr. Martin Hecht
• Subject Area: Materials Science
• Term: from 2008 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 97666281

Strömungsmechanik wird durch die Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben. Dabei wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit üblicherweise am Rande von durchströmten Kanälen als ruhend angenommen. Dies ist jedoch bei mikroskopisch kleinen Systemen im allgemeinen nicht erfüllt. Die chemische Beschaffenheit der Wände und ihre Wechselwirkung mit der Flüssigkeit spielen eine wichtigere Rolle als in makroskopischen Systemen. Ferner kann Diffusion für chemische Reaktionen zum Beispiel bei Katalysatoren wichtig sein. Diese Effekte werden durch Molekulardynamik-Simulationen sehr gut beschrieben. Da diese jedoch sehr rechenzeitintensiv sind, ist es erstrebenswert, das zu simulierende Gebiet aufzuteilen und Molekulardynamik nur in den Teilgebieten zu verwenden, in denen die exakte Rechnung erforderlich ist und für andere Gebiete, zum Beispiel weit entfernt von der Wand, eine vereinfachte Methode einzusetzen. In diesem Projekt soll eine Kopplung von Molekulardynamik und Stochastischer Rotationsdynamik als einer möglichen vereinfachten Beschreibung realisiert werden. Die methodischen Entwicklungen sind jedoch allgemeiner und können in Zukunft auf andere Grenzflächenphänomene angewendet werden.

• DFG Programme: Research Grants