Diplomarbeit in Physik
https://www.gge.eonerc.rwth-aachen.de/global/show_document.asp?id=aaaaaaaaaagpzed
Author(s): Jan Volkmann
Publisher: RWTH Aachen
Year: 2009
Language: German
Commentary: decrypted from C685CD2D22F24574E481C5BA2D68ED0B source file
Pages: 129
City: Aachen
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Theoretische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1 Spektrale Induzierte Polarisation (SIP) . . . . . . . . . . . 3
2.1.1 IP-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.1.2 EmpirischeModelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1.3 Mikroskopische Theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.4 Maxwell-Wagner Polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Dynamik der Ladungsträger im Porenraum . . . . . . . . . . . 16
2.2.1 Verhalten im Zeitbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.2 Harmonischer Ansatz und Verhalten im Frequenzbereich . . . 18
2.2.3 Entdimensionalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.4 Umrechnung in spezifische Widerstände . . . . . . . . . . . 21
3 Numerische Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1 Vorarbeiten Anderer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2 Dreidimensionales Modell - Zeitabhängige Rechnung . . . . . . 24
3.2.1 Geometrie und Modellprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.2 Untersuchungen zur numerischen Stabilität . . . . . . . . . 29
3.3 Dreidimensionales Modell - Frequenzabhängige Rechnung . . . . 33
3.3.1 Geometrie und Modellprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.3.2 Vergleich mit der zeitabhängigen Berechnungsmethode . . . . 35
3.3.3 Berücksichtigung der Permittivität des Porenwassers . . . . 36
3.3.4 Übergang zu periodischen Randbedingungen . . . . . . . . . 40
3.3.5 Raumladungseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.4 Verifizierung der Modellergebnisse . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.1 Axialsymmetrischer Ansatz . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.2 Vergleich mit analytischer Lösung f¨ur 1D-Modell . . . . . 46
3.4.3 Skalierung der Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.5 EDL-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.5.1 IP als Oberflächeneffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.5.2 Korngrößenbasiertes EDL-Modell . . . . . . . . . . . . . . 51
4 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.1 Parameterstudie I (PI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2 Parameterstudie II (PII) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.3 Parameterstudie III (PIII) . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.4 Parameterstudie IV (PIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Symbolverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
