Category: Transportprozesse
J. Widjajakusuma, R. Hilfer
in: IUTAM Symposium on Theoretical and Numerical Methods in Continuum Mechanics of Porous Materials
herausgegeben von: W. Ehlers
Solid Mechanics and Its Applications, Bd. 87,Kluwer, Dordrecht, 113 (2001)
10.1007/0-306-46953-7
ISBN: 978-0-7923-6766-6
eingereicht am
Mittwoch, 6. Oktober 1999
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R. Hilfer
in: Anomalous Diffusion: From Basis to Applications
herausgegeben von: R. Kutner, A. Pekalski and K. Sznajd-Weron
Lecture Notes in Physics, Bd. 519,Springer, Berlin, 77 (1999)
10.1007/BFb0106828
978-3-662-14242-4
eingereicht am
Freitag, 22. Mai 1998
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R. Hilfer, H. Besserer
in: Porous Media: Physics, Mo\-dels, Simulation
herausgegeben von: A. Dmitrievsky and M. Panfilov
World Scientific Publ. Co., Singapore, 133-144 (2000)
https://doi.org/10.1142/9789812817617_0008
ISBN: 978-981-02-4126-1
eingereicht am
Donnerstag, 20. November 1997
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R. Hilfer
Advances in Chemical Physics XCII, 299 (1996)
ISBN: 978-0-470-14204-2
eingereicht am
Dienstag, 9. Mai 1995
Fast alle Untersuchungen von Transport- und Relaxationsprozessen in porösen Medien sind motiviert durch eine einzige zentrale Frage. Wie werden die makroskopischen effektiven Transporteigenschaften von der mikroskopischen geometrischen Struktur des Mediums beeinflußt?
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R. Hilfer
Physical Review B 45, 7115 (1992)
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.45.7115
eingereicht am
Donnerstag, 28. März 1991
In der vorliegenden Arbeit wird die lokale Porositätstheorie zur Berechnung der hydrodynamischen absoluten Permeabilität poröser Medien eingesetzt. Quantitative Berechnungen der Permeabilität aus der Mikrostruktur poröser Medien ist ein komplexes Problem, dessen Lösung besonders für die Geowissenschaften und die Umweltwissenschaften wichtig ist. Die vorliegende Arbeit zeigt den engen Zusammenhang des Problems mit dem Perkolationskonzept auf. Die lokale Porositätstheorie reproduziert die experimentell beobachteten Korrelationen zwischen Permeabilität, Porosität, Formationsfaktor und spezifischer innerer Oberfläche des Mediums. Insbesondere die Kozeny Beziehung zwischen Permeabilität und Permeabilität, und die Korrelation von Permeabilität und Formationsfaktor werden analysiert. Im Rahmen eines einfachen Konsolidierungsmodells werden die lokale Porositätsverteilung und die Transportexponenten explizit berechnet. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen im dielektrischen Fall zeigt sich wiederum eine ausgeprägte Nichtuniversalität der molekularfeldartigen Theorie, und eine weitreichende Übereinstimmung mit dem Experiment.
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R. Hilfer
Physical Review B 44, 60 (1991)
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.44.60
eingereicht am
Freitag, 12. Oktober 1990
Diese Arbeit präsentiert eine allgemeine Charakterisierung der Mikrostruktur poröser Medien, die zur quantitativen Berechnung von Transporteigenschaften geeignet ist. Die eingeführte quantitative Charakterisierung erlaubt Fortschritte bei der quantitativen Berechnung der Transporteigenschaften von porösen Medien (oder allgemeiner Systemen mit korrelierter Unordnung) wie sie in vielen Bereichen der Angewandten Physik (insbesondere in den Geo-, und Materialwissenschaften) häufig auftreten. Die neue Charakterisierung verzichtet auf die bisher üblichen Porengrößenverteilungen und benutzt stattdessen sogenannte lokale Porositätsverteilungen und lokale Perkolationswahrscheinlichkeiten. Die erste Größe beschreibt die statistischen Fluktuationen der Porosität, die zweite diejenigen der Konnektivität. Beide Funktionen sind speziell zum Einsatz in molekularfeldartigen Rechnungen gut geeignet. In dieer Arbeit wird die Theorie der Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung in porösen oder inhomogenen Medien diskutiert. Dazu wird die bekannte und erfolgreiche effektive Mediumstheorie für inhomogene Materialien verallgemeinert. Die Theorie erlaubt erstmals die simultane Erklärung des experimentell beobachteten Archie Gesetzes und der dielektrischen Verstärkung. Im Rahmen der Theorie existieren drei verschiedene Verstärkungsmechanismen. Der Zementierungsexponent des Archie Gesetzes hat als “mean field” Wert den experimentell beobachteten Wert 2. Gleichzeitig erklärt die Theorie die begrenzte Universalität des Exponenten. Die Arbeit präsentiert Modellrechnungen, und eine Vorhersage für das Skalenverhalten des Realteils der dielektrischen Funktion im Limes hoher Porosität.
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R. Hilfer
in: Dynamical Processes in Condensed Molecular Systems
herausgegeben von: A. Blumen and J. Klafter and D. Haarer
World Scientific Publ.Co., Singapore, 302 (1990)
https://doi.org/10.1142/9789814540261
ISBN: 978-981-4540-26-1
eingereicht am
Montag, 23. April 1990
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R. Hilfer, R. Orbach
in: Dynamical Processes in Condensed Molecular Systems
herausgegeben von: J. Klafter and J. Jortner and A. Blumen
World Scientific Publ.Co., Singapore, 175 (1989)
https://doi.org/10.1142/9789814434379_0009
ISBN: 978-981-4434-37-9
eingereicht am
Dienstag, 22. November 1988
Diese Arbeit behandelt korrelierten Hüpftransport in einer dynamisch ungeordneten Umgebung. In dem hier diskutierten Modell bewegen sich zwei Teilchensorten mit unterschiedlichen Hüpfraten gleichzeitig auf einem regelmäßigen Gitter. Doppelbesetzung von Gitterplätzen ist nicht erlaubt. Der Grenzfall stark unterschiedlicher Hüpfraten führt im Limes auf das Problem des korrelierten Transports in Systemen mit eingefrorener Unordnung. Im Fall gleicher Hüpfraten ergibt sich das Problem korrelierter Selbstdiffusion in einem Gittergas. Zusätzlich zur dynamischen Unordnung werden Korrelationseffekte in Form von Unterschieden zwischen den Hüpfraten von besuchten und noch nicht besuchten Gitterplätzen berücksichtigt. In der Arbeit wird die frequenzabhängige Leitfähigkeit für das zweidimensionale hexagonale, und das dreidimensionale kubisch flächenzentrierte Gitter berechnet. Die Korrelationen können zu nichtmonotonem Verhalten, und anderen ungewöhnlichen Effekten in der frequenzabhängigen Hüpfleitfähigkeit führen. Für niedrige Frequenzen lassen sich die Korrelationsfaktoren berechnen und ohne anpaßbare Fitparameter mit Monte-Carlo Simulationen vergleichen. In den genannten Grenzfällen ergibt sich eine gute quantitative Übereinstimmung zwischen Theorie und Simulation. Die hier erzielten Ergebnisse sind besonders deshalb wichtig, weil gezeigt werden konnte, daß sich der Korrelationsfaktor für die Selbstdiffusion qualitativ und quantitativ als ein Effekt dynamischer Unordnung berechnen läßt.
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