Research

Scherbandnukleation in granularen Systemen

Unser Labor arbeitet aktiv an der Entwicklung eines experimentellen Geräts zur Auslösung und Visualisierung von Scherbändern in trockenen Granulatsystemen. Mit diesem Gerät untersuchen wir die Bildung und Entwicklung lokalisierter Deformationszonen, sogenannter Scherbänder, die entscheidend dafür sind, zu verstehen, wie granulare Materialien auf Belastung reagieren. Durch die Kontrolle von Partikelinteraktionen wollen wir erforschen, wie Faktoren wie Kohäsion, Reibung und Partikelform die Scherbandbildung beeinflussen. Dieses Projekt ist entscheidend, um unser Wissen über die Dynamik auf Partikelebene und Interaktionseffekte in Granulaten zu erweitern – mit Anwendungen in der Modellierung von Naturkatastrophen und industriellen Prozessen.

Rheologie granularer Materialien

Die granulare Rheologie, insbesondere mittels druckinduzierter Messungen, bietet einen leistungsstarken Rahmen zur Analyse der Fließregime, die natürliche Phänomene wie Schuttströme, Erdrutsche und Lawinen sowie wesentliche industrielle Prozesse mit granularem Material und Pulvern steuern. In unserem Labor verfolgen wir einen dualen Ansatz mit Fokus auf Reibung und Viskosität. Dieses duale Modell beschreibt granulare Suspensionen anhand eines effektiven Reibungskoeffizienten und einer effektiven granularen Viskosität, die von der fließfähigen Packungsdichte abhängen. Unser experimenteller Ansatz berücksichtigt mehrere Partikel-Wechselwirkungen, wobei Reibung, Kohäsion und Partikelform zentrale Rollen spielen, um das komplexe Verhalten granularer Strömungen unter verschiedenen Bedingungen zu erfassen.

Flokkulation unter Scherung und Sedimentationsprozess

Im Rahmen eines Kooperationsprojekts mit der Norwegischen Straßenverwaltung (NPRA) untersuchen wir die Sedimentationsgeschwindigkeit von feinen Partikeln natürlichen Schutts in Abhängigkeit von der Salzkonzentration im Wasser. Der Flokkulationsprozess und die Stabilität der Flocken werden systematisch unter Berücksichtigung der Umweltbedingungen vor Ort untersucht.