B01
Modellierung und VOF-basierte Simulation der Multiphysik irreversibler thermodynamischer Transferprozesse an dynamischen Kontaktlinien

Überblick

In B01 soll das fundamentale Verständnis lokaler Prozesse an dynamischen Kontaktlinien vertieft werden, indem u.a. Kontaktwinkelhysterese, Dissipation sowie Rollbewegung der Flüssigkeit an der Kontaktlinie rigoros modelliert werden. Zweiter Schwerpunkt ist die Weiterentwicklung der geometrischen Volume of Fluid Methode. Hier ist die Behandlung dynamischer Kontaktlinien aus FS3D auf den Fall unstrukturierter, dynamisch adaptiver Gitter mittels voFoam in OpenFOAM zu übertragen. Zur Simulation v.a. der Leitkonfigurationen in Kooperation mit A01, A02 und A05 sind weitere numerische Entwicklungen geplant, etwa zur Benetzung rauer Oberflächen, Behandlung von Pinning und Kontaktwinkelhysterese sowie viskoelastischem Fließverhalten.

Team

  Name Kontakt
Prof. Dr. Dieter Bothe
+49 6151 16-21463
L2|06 400
Muhammad Hassan Asghar M.Sc.
+49 6151 16-21470
L2|06 412

Assoziierte Mitglieder

  Name Kontakt
Mathis Fricke
Dr. Mathis Fricke
+49 6151 16-21468
L2|06 404

Aus dem Teilprojekt entstandene Publikationen und Konferenzbeiträge

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2021

Augner, Björn ; Bothe, Dieter (2021):
Analysis of some heterogeneous catalysis models with fast sorption and fast surface chemistry.
In: Journal of Evolution Equations, Birkhäuser Science, ISSN 1424-3199,
DOI: 10.1007/s00028-021-00692-4,
[Artikel]

2020

Marić, Tomislav ; Kothe, Douglas B. ; Bothe, Dieter (2020):
Unstructured un-split geometrical Volume-of-Fluid methods – A review.
In: Journal of Computational Physics, 420, Elsevier, ISSN 0021-9991,
DOI: 10.1016/j.jcp.2020.109695,
[Artikel]

Gründing, Dirk ; Smuda, Martin ; Antritter, Thomas ; Fricke, Mathis ; Rettenmaier, Daniel ; Kummer, Florian ; Stephan, Peter ; Marschall, Holger ; Bothe, Dieter (2020):
A comparative study of transient capillary rise using direct numerical simulations.
In: Applied Mathematical Modelling, 86, S. 142 - 165. ISSN 0307-904X,
DOI: 10.1016/j.apm.2020.04.020,
[Artikel]

Bothe, Dieter (2020):
Reflections on the article “Moving contact lines and dynamic contact angles: a ‘litmus test’ for mathematical models and some new challenges” by Yulii D. Shikhmurzaev.
In: The European Physical Journal Special Topics, 229 (10), S. 1979-1987. Springer, ISSN 1951-6355,
DOI: 10.1140/epjst/e2020-000149-6,
[Artikel]

Fricke, Mathis ; Bothe, Dieter (2020):
Boundary conditions for dynamic wetting - A mathematical analysis.
In: The European Physical Journal Special Topics, 229 (10), S. 1849-1865. Springer, ISSN 1951-6355,
DOI: 10.1140/epjst/e2020-900249-7,
[Artikel]

Bothe, Dieter (2020):
On moving hypersurfaces and the discontinuous ODE-system associated with two-phase flows.
In: Nonlinearity, 33 (10), S. 5425-5456. IOP Publishing, ISSN 0951-7715, e-ISSN 1361-6544,
DOI: 10.1088/1361-6544/ab987d,
[Artikel]

Fricke, Mathis ; Marić, Tomislav ; Bothe, Dieter (2020):
Contact line advection using the geometrical Volume-of-Fluid method.
In: Journal of Computational Physics, 407, Elsevier, ISSN 0021-9991,
DOI: 10.1016/j.jcp.2019.109221,
[Artikel]

2019

Bothe, Dieter (2019):
Wellposedness of the discontinuous ODE associated with two-phase flows.
[Report]

Fricke, Mathis ; Bothe, Dieter (2019):
Boundary conditions for dynamic wetting — A mathematical analysis.
[Report]

Fricke, Mathis ; Marić, Tomislav ; Bothe, Dieter (2019):
Contact line advection using the geometrical Volume-of-Fluid method.
[Report]

Gründing, D. ; Smuda, M. ; Antritter, T. ; Fricke, M. ; Rettenmaier, D. ; Kummer, F. ; Stephan, P. ; Marschall, H. ; Bothe, D. (2019):
Capillary rise — A computational benchmark for wetting processes.
[Report]

Hartmann, Maximilian ; Fricke, Mathis ; Weimar, Lukas ; Gründing, Dirk ; Marić, Tomislav ; Bothe, Dieter ; Hardt, Steffen (2019):
Breakup dynamics of capillary bridges on hydrophobic stripes.
In: arXiv-Physics, In: Fluid Dynamics, (Preprint), [Artikel]

Fricke, Mathis ; Maric, T. ; Bothe, D. (2019):
Contact line advection using the Level Set method.
In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, 19 (1), Wiley-VCH, ISSN 1617-7061,
DOI: 10.1002/pamm.201900476,
[Artikel]

Gründing, Dirk ; Fricke, Mathis ; Bothe, Dieter (2019):
Capillary Rise ‐ Jurin's Height vs Spherical Cap.
In: PAMM, 19 (1), S. e201900336. ISSN 1617-7061,
DOI: 10.1002/pamm.201900336,
[Artikel]

Fricke, Mathis ; Maric, Tomislav ; Bothe, DieterContact Line Advection using the Level Set Method : Data and C++ Implementations.
DOI: 10.25534/tudatalib-58,
[Forschungsdaten]

Rettenmaier, Daniel ; Deising, Daniel ; Ouedraogo, Yun ; Gjonaj, Erion ; De Gersem, Herbert ; Bothe, Dieter ; Tropea, Cameron ; Marschall, Holger (2019):
Load balanced 2D and 3D adaptive mesh refinement in OpenFOAM.
10, In: SoftwareX, 2019, S. 100317. ISSN 2352-7110,
DOI: 10.1016/j.softx.2019.100317,
[Artikel]

Fricke, Mathis ; Bothe, D. (2019):
The contact line advection problem.
GAMM 2019 - 90th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, Vienna, February 18-22, 2019, [Konferenzveröffentlichung]

Fricke, Mathis ; Köhne, Matthias ; Bothe, Dieter (2019):
A kinematic evolution equation for the dynamic contact angle and some consequences.
In: Physica D: Nonlinear Phenomena, ISSN 01672789,
DOI: 10.1016/j.physd.2019.01.008,
[Artikel]

Niethammer, Matthias ; Brenn, Günter ; Marschall, Holger ; Bothe, Dieter (2019):
An extended volume of fluid method and its application to single bubbles rising in a viscoelastic liquid.
In: Journal of Computational Physics, 387, S. 326-355. ISSN 00219991,
DOI: 10.1016/j.jcp.2019.02.021,
[Artikel]

2018

Fricke, Mathis ; Köhne, Matthias ; Bothe, Dieter (2018):
A Kinematic Evolution Equation for the Dynamic Contact Angle in the Presence of Phase Change.
Workshop on Surface Wettability Effects on Phase Change Phenomena, Brighton, May 17-18, 2018, [Konferenzveröffentlichung]

Fricke, Mathis ; Köhne, Matthias ; Bothe, Dieter (2018):
On the Kinematics of Contact Line Motion.
In: PAMM, 18 (1), S. e201800451. ISSN 16177061,
DOI: 10.1002/pamm.201800451,
[Artikel]

Marić, T. ; Marschall, H. ; Bothe, D. (2018):
An enhanced un-split face-vertex flux-based VoF method.
In: Journal of Computational Physics, 371, S. 967-993. ISSN 00219991,
DOI: 10.1016/j.jcp.2018.03.048,
[Artikel]

2017

Fricke, Mathis ; Bothe, Dieter (2017):
Modeling and VOF based simulation of dynamic contact lines.
ICNMMF-III International Conference on Numerical Methods in Multiphase Flows, Tokyo, 26.-29.07. 2017, [Konferenzveröffentlichung]

2016

Fath, Anja ; Fricke, Mathis ; Bothe, D. (2016):
Thermocapillary Droplet Actuation on a Wall.
International Conference on Multiphase Flow, Firenze, May 22-27, 2016, [Konferenzveröffentlichung]

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