Dissertationspreis für Mathis Fricke

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Modellierung und Simulation der Benetzung im Rahmen der Kontinuumsmechanik. Eine der Herausforderungen ist dabei die Formulierung geeigneter Randbedingungen für die Navier-Stokes-Gleichungen an der Festkörperoberfläche und der freien Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Gas. Die in dieser Arbeit gefundene und bewiesene Evolutionsgleichung für den dynamischen Kontaktwinkel liefert ein wichtiges Werkzeug zur Analyse einer ganzen Klasse von Modellen. Insbesondere wird rigoros gezeigt, dass Lösungen in einem der „Standardmodelle" stets singulär an der Kontaktlinie sind. Darüber hinaus liefert sie Ansätze zur Weiterentwicklung der Numerik. Die Genauigkeit der geometrischen Volume-of-Fluid-Methode nahe der Kontaktlinie konnte wesentlich verbessert werden, sodass ein kinematisch konsistenter Transport des Kontaktwinkels erreicht wird. Im Rahmen einer Kooperation im SFB 1194 konnte die Aufbruchdynamik von benetzenden Kapillarbrücken qualitativ und quantitativ korrekt simuliert werden. Die Simulation erlaubt dabei ein detailliertes Studium der Prozesse auf kleinen Zeitskalen, die dem Experiment noch nicht zugänglich sind.

Fricke, Mathis (2021): Mathematical modeling and Volume-of-Fluid based simulation of dynamic wetting. Dissertation, Technische Universität Darmstadt, https://doi.org/10.12921/tuprints-00014274

Ausgezeichnete Dissertationen 2021 (wird in neuem Tab geöffnet)