Dynamics of Interfacial Flows

Strömungen newtonscher Flüssigkeiten werden durch die Kontinuitäts- und Navier-Stokes-Gleichungen, Bernoulli-Gleichungen oder das Archimedische Gesetz beschrieben. Allerdings wird die Beschreibung kleinräumiger Strömungen durch die zusätzliche Physik beeinflusst. An den Toren zu Mikro- und Nanoflüssigkeitsströmen bleiben Grenzflächenkräfte und andere Kräfte bestehen, die durch intermolekulare Wechselwirkungen verursacht werden. In diesem Kurs untersuchen wir die Natur der Oberflächenspannung und Benetzbarkeit, ihre Auswirkung auf den Flüssigkeitsfluss in Tropfen, Filmen und Strahlen sowie ihre Instabilität, die in einigen Fällen zum Aufbrechen und Zerstäuben der Flüssigkeit führt. Anhand der Beispiele der schönsten Lösungen werden wir untersuchen, wie die Probleme, bei denen die Grenzflächenkräfte von Bedeutung sind, theoretisch behandelt werden können. See a short course video presentation Die zu studierenden Themen sind: Oberflächenspannung Geometrie und Kinematik von 3D-Oberflächen Landau-Levich-Problem Benetzungsphänomene Kapillarwellen Instabilitäten und Zerstäubung Tropfenschwingung Freie flüssige Filme Tropfen-Aufprall Marangoni-Konvektion