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Fluid demixing kinetics on spherical geometry: power spectrum and Minkowski functional analysis

Böbel, Alexander und Bott, Matthias und Modest, Heike und Brader, J. M. und Räth, Christoph (2019) Fluid demixing kinetics on spherical geometry: power spectrum and Minkowski functional analysis. New Journal of Physics, 21, 013031. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/1367-2630/aaf8d0. ISSN 1367-2630.

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2MB

Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/aaf8d0/meta

Kurzfassung

Dynamic density functional theory calculations of fluid–fluid demixing on spherical geometries are characterized via their angular power spectrum as well as via the Minkowski functionals (MFs) of their binarized fluid density fields. MFs form a complete set of additive, motion invariant and continuous morphological measures sensitive to nonlinear (spatial) correlations. The temporal evolution of the fluid density fields is analyzed for different sphere sizes and mixing compositions. The demixing process in the stages of early spinodal decomposition and consecutive domain growth can be characterized by both methods and a power-law domain growth L( ) t t µ a is evidenced for the MF measures. The average domain size obtained by the structure factor only responds to the late stage domain growth of the demixing process. MFs provide refined insights into the demixing process: they allow the detection of distinct stages in the early spinodal decomposition, provide a precise measure of the relative species composition of the mixture and, most importantly: after a proper rescaling, they allow the detection of a universal demixing behavior for a wide range of mixture fractions and for different sphere sizes.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127152/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Fluid demixing kinetics on spherical geometry: power spectrum and Minkowski functional analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Böbel, AlexanderAlexander.Boebel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bott, MatthiasUniversity of Fribourg, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Modest, HeikeHeike.Modest (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brader, J. M.University of Fribourg, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Räth, ChristophChristoph.Raeth (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2019
Erschienen in:New Journal of Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:21
DOI:10.1088/1367-2630/aaf8d0
Seitenbereich:013031
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:1367-2630
Status:veröffentlicht
Stichwörter:fluid demixing, power spectrum, Minkowski functionals, sphere, spinodal decomposition, universality
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Datenanalyse (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Gruppe Komplexe Plasmen
Hinterlegt von: Räth, Christoph
Hinterlegt am:15 Apr 2019 08:01
Letzte Änderung:22 Nov 2023 06:28

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