Fast Algorithms to simulate extremely polydisperse media

Abstract

In this work different algorithms to simulate extremely polydisperse media, which follow a truncated power law, were developed. The basic difficulty is the nonlinear dependence of the computing time on the polydispersity. It is possible to decouple the computing time from the polydispersity through a self-consistent and macroscopical discription of the so called local packings. These are the many small particles inbetween the large ones. In dieser Arbeit wurden verschiedene Algorithmen zur Simulation extrem polydisperser Medien, die einem abgeschnittenen Potenzgesetz folgen, entwickelt. Das grundlegende Problem besteht darin, dass der Rechenaufwand nichtlinear mit der Polydispersitaet zusammenhaengt. Eine Abkopplung des Rechenaufwandes gelingt durch die selbstkonsistente makroskopische Beschreibung der sogenannten lokalen Packungen. Dies sind die vielen kleinen Teilchen die zwischen den einzelnen grossen Teilchen zu liegen kommen.