Simulação e análise de colunas granulares não homogêneas submetidas à vibração vertical / Simulation and analysis of inhomogeneous granular columns under vertical vibration

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Usando a técnica de Eventos-Dirigidos, apresentamos resultados de simulações computacionais da dinâmica de um fluido granular unidimensional. O sistema compõe-se de uma coluna vertical de esferas submetidas à ação de uma base vibratória. O sistema se reduz ao problema da bola oscilante em sua instância mais simples usando apenas uma esfera. Assim como o modelo de dinâmica granular, o modelo da bola oscilante é não-linear e apresenta regiões de periodicidade e comportamento caótico. Os resultados das simulações para o caso geral com $ N$ esferas apresentam fenômenos de fluidização e condensação, ambos dependentes da amplitude e frequência da base. Leis de escalas, incluindo a posição média do centro de massa e a dilatação coluna, resultantes da dinâmica das esferas, também são verificadas. Colunas de esferas com distribuição heterogênea de massas apresentam coexistência de diferentes regimes dispostos em camadas e possuem leis de escalas distintas em relação à distribuição homogênea. A utilização de um coeficiente de restituição dependente da velocidade no modelo da bola oscilante inclui um parâmetro de velocidade de corte que é utilizado para transladar o diagrama de bifurcação ao longo do eixo da variável de controle que representa a amplitude de vibração. Para o modelo de N esferas, a implementação desse coeficiente impede que a coluna assuma o regime fluidizado e intensifica a formação de aglomerados.

ASSUNTO(S)

simulação computacional modelos não lineares sistemas granulares bola oscilante condensação fluidização computational simulation non-linear models granular systems bouncing ball condensation fluidization

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