Solid and Fluid Phase Transition of Granular Materials

Granuläre Materialien zeigen Regimeübergänge zwischen feststoffartigem, flüssigkeitsartigem und gasartigem Verhalten, die durch Faktoren wie Belastungsbedingungen, Korngrößenverteilung, Dichte und Materialfestigkeit beeinflusst werden. Der Übergang zwischen feststoffartigem und flüssigkeitsartigem Zustand ist dabei besonders bedeutend, da er grundlegende Phänomene wie Erdrutsche, Küstenerosion und Sedimenttransport bedingt. Er ist zudem essenziell für die Optimierung industrieller Prozesse und die Konstruktion von Rovern für die Raumfahrt. Trotz intensiver Forschung sind die fundamentalen Mechanismen, die diese Übergänge steuern, noch weitgehend unverstanden. Diese Wissenslücke schränkt unsere Fähigkeit ein, geologische Ereignisse zuverlässig vorherzusagen und ingenieur- sowie fertigungstechnische Prozesse zu optimieren. Dieses Projekt zielt darauf ab, unser Verständnis der Regimeübergänge in granularen Materialien mittels neuartiger mikromechanischer Labortests, gekoppelter Modellierung der Feststoff-Flüssigkeits-Interaktion, konstitutiver Modellierung und Analyse großer Deformationen voranzutreiben. Unser Konsortium vereint Fachkompetenzen aus verschiedensten Disziplinen – darunter fortgeschrittene experimentelle Prüfverfahren, numerische und physikalische Modellierung, Geo­ingenieurwesen, Robotik und Softwareentwicklung. Alle beteiligten Organisationen werden durch Leitung von Arbeitspaketen, Personalentsendungen und/oder technische sowie infrastrukturelle Unterstützung aktiv zu den Forschungsaktivitäten beitragen. Parallel zur Forschung fördert das Projekt den Personalaustausch durch Personalentsendungen und Networking und bildet NachwuchswissenschaftlerInnen in fachlichen und überfachlichen Kompetenzen über Schulungsprogramme aus. Diese Maßnahmen sollen dauerhafte internationale Kooperationen etablieren und die nächste Generation von Forschenden und IngenieurInnen ausbilden, die technologische Fortschritte in Wissenschaft und Industrie vorantreiben. Darüber hinaus stärkt das Projekt den Wissensaustausch zwischen Universitäten und der Wirtschaft, um die praktische Anwendung neuer Erkenntnisse in der Entwicklung von Software und Prüfgeräten zu ermöglichen und neue Spin-off-Unternehmen zu gründen, die Dienstleistungen in den Bereichen fortgeschrittene Experimente und numerische Modellierung anbieten.