Zweiphasenstromungen
Gudrun hatte zwei Podcast-Gespr\xe4che beim FEniCS18 Workshop in Oxford (21.-23. M\xe4rz 2018). FEniCS ist eine Open-Source-Plattform zur L\xf6sung partieller Differentialgleichungen mit Finite-Elemente-Methoden. Dies ist die zweite der beiden 2018er Folgen aus Oxford. Susanne Claus ist zur Zeit NRN Early Career Personal Research Fellow an der Cardiff University in Wales. Sie hat sich schon immer f\xfcr Mathematik, Physik, Informatik und Ingenieursthemen interesseirt und diese Interessen in einem Studium der Technomathematik in Kaiserlautern verbunden. Mit dem Vordiplom in der Tasche entschied sie sich f\xfcr einen einj\xe4hrigen Aufenthalt an der Universit\xe4t Kyoto. Sie war dort ein Research exchange student und hat neben der Teilnahme an Vorlesungen vor allem eine Forschungsarbeit zu Verdunstungsprozessen geschrieben. Damit waren die Weichen in Richtung Str\xf6mungsrechnung gestellt. Dieses Interesse vertiefte sie im Hauptstudium (bis zum Diplom) an der Uni in Bonn, wo sie auch als studentische Hilfskraft in der Numerik mitarbeitete. Die dabei erwachte Begeisterung f\xfcr nicht-Newtonsche Fluid-Modelle f\xfchrte sie schlie\xdflich f\xfcr die Promotion nach Cardiff. Dort werden schon in langer Tradition sogenannte viskoelastische Stoffe untersucht - das ist eine spezielle Klasse von nicht-Newtonschem Fluiden. Nach der Promotion arbeitet sie einige Zeit als Postdoc in London am University College London (kurz: UCL) zu Fehleranalyse f\xfcr Finite Elemente Verfahren (*). Bis sie mit einer selbst eingeworbenen Fellowship in der Tasche wieder nach Cardiff zur\xfcckkehren konnte. Im Moment besch\xe4ftigt sich Susanne vor allem mit Zweiphasenstr\xf6mungen. In realen Str\xf6mungsprozessen liegen eigentlich immer mindestens zwei Phasen vor: z.B. Luft und Wasser. Das ist der Fall wenn wir den Wasserhahn aufdrehen oder die Str\xf6mung eines Flusses beobachten. Sehr h\xe4ufig werden solche Prozesse vereinfacht modelliert, indem man sich nur eine Phase, n\xe4mlich die des Wassers genau ansieht und die andere als nicht so wichtig wegl\xe4sst. In der Modellbildung f\xfcr Probleme, in denen beide Phasen betrachtet werden sollen, ist das erste Problem, dass das physikalische Verhalten der beiden Phasen sehr unterschiedlich ist, d.h. man braucht in der Regel zwei sehr unterschiedliche Modelle. Hinzu treten dann noch komplexe Vorg\xe4nge auf der Grenzfl\xe4chen auf z.B. in der Wechselwirkung der Phasen. Wo die Grenzfl\xe4che zu jedem Zeitpunkt verl\xe4uft, ist selbst Teil der L\xf6sung des Problems. Noch interessanter aber auch besonders schwierig wird es, wenn auf der Grenzfl\xe4che Tenside wirken (engl. surfactant) - das sind Chemikalien die auch die Geometrie der Grenzfl\xe4che ver\xe4ndern, weil sie Einflu\xdf auf die Oberfl\xe4chenspannung nehmen. Ein Zwischenschritt ist es, wenn man nur eine Phase betrachtet, aber im Flie\xdfprozess eine freie Oberfl\xe4che erlaubt. Die Entwicklung dieser Oberfl\xe4che \xfcber die Zeit wird oft \xfcber die Minimierung von Oberfl\xe4chenspannung modelliert und h\xe4ngt deshalb u.a. mit der Kr\xfcmmung der Fl\xe4che zusammen. (...)