Magneto-dissipative Effekte in Ferrofluiden

• Applicant: Professor Dr. Mario Liu
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2001 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5334734

Ziel des Forschungsprojektes ist es, eine makroskopische, quasi-hydrodynamische Theorie zu entwickeln, die möglichst realistisch und vollständig ferrofluides Verhalten beschreibt - mit Schwerpunkt auf jenen Phänomenen, die mit der Dissipation der Strömung und der Relaxation der Magnetisierung zusammenhängen. In der ersten Phase wurde ohne mikroskopischen Input, aus Symmetrie- und Erhaltungseigenschaften allein, die Struktur der ferrofluiden Bewegungsgleichungen hergeleitet. In der zweiten Phase wurde diese Theorie angewandt, um experimentell relevante Vorhersagen zu treffen; gleichzeitig wurden Experimente entworfen und in Zusammenarbeit (mit Herrn Odenbach) durchgeführt, um einen Transport-Koeffizienten der Ferrofluid-Dynamik zu bestimmen, l2. Dies ist ein Ergebnis, wie wir weiter unten argumentieren werden, das längerfristig eine größere Relevanz entwickeln dürfte. In der nun folgenden dritten Phase soll die Ferrofluid-Dynamik so erweitert werden, dass auch das nicht-newtonische Verhalten von Ferrofluiden erfasst wird. Als Endresultat erhoffen wir uns eine vollständige, konsistente, realistische und nicht-lineare fluiddynamische Beschreibung von Ferrofluiden - und eventuell von magnetisch-rheologischen Flüssigkeiten. Leider ist Herr Müller als Antragsteller ausgefallen. Seine Expertise und Einsatz stehen in dieser dritten Phase dem Projekt nicht mehr zur Verfügung. Trotzdem sind wir zuversichtlich, dass das Projekt zu einem erfolgreichen Abschluss gebracht werden wird - auch deshalb, weil Herr Brand und Herr Pleiner, zwei ausgewiesene Experten der Polymer-Rheologie und der nicht-newtonischen Dynamik, als Mitantragsteller dieses Projektes gewonnen werden konnten. Zusätzlich soll das Teilprojekt "Magnetischer Sand", das schon im letzten Antrag vorgeschlagen und unter zwei Aspekten diskutiert wurde, verstärkt angegangen werden. Das kommt daher, dass die Vorstudien, die im Abschnitt "Arbeitsbericht" genauer beschrieben werden, unerwartet erfolgreich waren und zahlreich neue Möglichkeiten eröffnet haben. Als erster Schritt soll dabei der Feld-Einfluss auf die elastischen Eigenschaften granularer Materie untersucht werden. Auch das ist ein Thema, bei dem enge Zusammenarbeit mit experimentellen Gruppen des Schwerpunktes erwünscht und gesucht wird: Da "Ferrosand" nichts anderes Ferrofluid ohne die Trägerflüssigkeit ist, besitzen diese Gruppen die angemessene Apparatur, das nützlich Know-How und die richtige Ausgangssubstanz, um diese Experimente durchzuführen.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1104: Colloidal Magnetic Fluids: Basics, Development and Application of New Ferrofluids
• Participating Persons: Professor Dr. Helmut R. Brand; Professor Dr. Harald Pleiner