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Druckverteilungen in granularen Schichten

Die Erkenntnisse über die Druckverteilung unter kegelförmigen Aufschüttungen hat das Interesse an den Spannungsverteilungen in statischen granularen Packungen verstärkt.Da Spannungen im Inneren von granularen Systemen experimentell nur sehr schwer zugänglich sind, habe wir DEM (Discret Element Model)-Simulationen mit polygonalen Teilchen durchgeführt. Form und Größe der Partikel können in der Simulation beliebig vorgegeben werden; der Einfluß dieser Parameter ist bestimmbar.Untersucht wird eine Schicht eines Granulates.

Spannungsverteilung in Sandhaufen

We are interested in the stress distribution in static granular matter. Experiments have found a minimum of the vertical normal stress beneath the apex of a sandpile. Because of the indeterminacy of static friction force even in the simplest sandpile and the ensuing absence of a constitutive relation between stress and strain (Hooke's law) there is no closed set of equations.
Continuum theories, trying to describe the "dip", have to make assumptions on the existence of constitutive relations among the components of the stress tensor itself.

Nichtlineare Schwingungen bei trockener Reibung

Das Schwingungsverhalten eines gleitenden Partikels bei trockener Reibung in einer senkrecht stehenden, rotierenden Trommel wird theoretisch untersucht. Eine Differentialgleichung wird für allgemeine Reibungsgesetze aufgestellt. Für konstanten Reibungskoeffizienten ist die Gleichung exakt lösbar. Bei geschwindigkeitsabhängiger Reibung läßt sie sich störungtheoretisch behandeln.Das ungestörte System wird gelöst und mit Hilfe der Averaging Methode kann dann das gestörte System auf periodische Bewegungen untersucht werden.

Stress in Static Sandpiles

We are interested in the stress distribution in static granular matter. Experiments have found a minimum of the vertical normal stress beneath the apex of a sandpile.Because of the indeterminacy of static friction force even in the simplest sandpile and the ensuing absence of a constitutive relation between stress and strain (Hooke's law) there is no closed set of equations.

Insertion Sort and Closest Features

I want to introduce two algorithms, useful for fast collision detection in granular medium simulations. We all know that the  most time consuming part in molecular dynamics simulations is the collision detection. Usually, this problem can be solved by restricting the shape of the particles to spheres. But if you want to use arbitrary convex polygons you need faster algorithms.

At first, a little bit of philosophy:

Statik und Dynamik von Aufschüttungen

Granulare Medien verbergen hinter ihrer scheinbaren Einfachheit ("... ist bloß Sand") ein sehr komplexes Verhalten. Typische Eigenschaften von Granulaten sind zum Beispiel der diskrete Aufbau und die Inhomogenität. Dies führt dazu, daß Aufschüttungen weit entfernt vom thermischen Gleichgewicht doch sehr "stabil" sein können. Es stellt sich nun die Frage, welche Folgen dies für das Verhalten von Sandansammlungen hat. 

Schwingungen bei trockener Reibung

Ein kleiner Vortrag über Schwingungen bei trockener Reibung.

Rotation and Reptation

In order to understand the peculiar behavior of granular matter, it is oftenelucidating to observe the physics of only a few grains. We present twosetups which fall into this class: The motion of a single particle in arotating drum, and the collective behavior of a few particles under theinfluence of a swirling motion.

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