Ein Mathematisches Modell für Phasen-Übergänge in Kristallen

Mathematisches Modell

Sei ein Bezugsgebiet. Betrachte eine Deformation tex2html_wrap_inline109,
displaymath101

Die Teilchendichten der n verschiedenen Molekülarten werden bezeichnet mit tex2html_wrap_inline113. Diese Dichten genügen der Beziehung tex2html_wrap_inline115, tex2html_wrap_inline117, tex2html_wrap_inline119,
displaymath102

Für m verschiedene Phasen gelte tex2html_wrap_inline123. Die Freie Energiedichte der Phase j wird gegeben durch tex2html_wrap_inline127, wobei tex2html_wrap_inline129. Damit schreibt sich die Freie Energie als
displaymath103

Die Oberflächenenergie für gegebene Konstanten tex2html_wrap_inline131 ist:
 equation53
und also gilt für die Freie Energie des Systems
 eqnarray60
Die zeitliche Evolution des Dichtevektors kann beschrieben werden durch
 equation68
Wir erhalten die Modell-Gleichungen:
    eqnarray72

Ausblick

Ziel ist für dieses Modell mit Hilfe einer impliziten Zeitdiskretisierung und dem Nachweis geeigneter a-priori-Abschätzungen und Kompaktheitsresultate der Nachweis der Existenz einer (maßwertigen) Lösung. Eindeutigkeit kann in diesem Fall nicht erwartet werden.

Geplant ist in naher Zukunft, als gemeinsame Arbeit mit U. Weikard und Prof. M. Rumpf von der Universität Duisburg, die numerische Berechnung von Lösungen zu obigem Modell.

Bemerkung: Dieses Projekt wird teilweise vom DFG-Schwerpunktprogramm Analysis, Modellbildung und Simulation von Mehrskalenproblemen unterstützt.