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Behandlung des Schotters als Vielkörpersystem mit wechselnden Bindungen

Mittels der Molekulardynamischen Simulation lässt sich beim Schottergleis jeder einzelne Schotterstein im Modell nachbilden.  Es wird untersucht, inwiefern man Kontaktkraftgesetze, Stoffparameter und Geometriegrößen so festlegen kann, dass das resultierende Rechenmodell die wesentlichen Verhaltensweisen des realen Systems wiedergibt. Des Weiteren werden mögliche Einsatzgebiete der Molekulardynamischen Simulation genannt.

Influence of the geometry on the pressure distribution of granular heaps

We investigate the eect of the geometry of granular heaps on the pressure distribution. For given pressure distributions under cones we compute the pressuredistribution under wedges using linear superposition. For cones with a pressure minimum, the pressure minimum for the corresponding wedge vanishes. Comparisons with experimental data gives good qualitative aggreement, but the total pressure is overestimated.

Fast algorithms for the simulation of polygonal particles

Three algorithms to speed up discrete-element simulations for granular matter are presented in this paper.  The first algorithm allows to determine neighborhood relations in polydisperse mixtures of particles of arbitrary shape, either discs, ellipses, or polygons. The second algorithm allows to calculate the distance of two polygons in constant time, independently of the complexity of the shape of the polygons. This makes fast simulations of polygonal assemblies possible.

Numerische Simulationen für granulare Medien

Sand ist eines der am wenigsten beachteten, aber fast allgegenwärtigen Dinge unserer Umwelt. Auch in der Physik ist ,,einfacher``Sand, oder genauer sind ,,granulare Medien``ein noch wenig untersuchtes Gebiet. Daß dies so ist, liegt an der Komplexität, die in der scheinbaren ,,Einfachheit``verborgen ist. Eine analytische Lösung verbietet sich von selbst, denn die Art der Wechselwirkung, Reibungsprozesse und Teilchenzahl bilden ein unüberwindliches Hindernis. Aber auch die statistische Physik bietet noch keine Erklärungsmodelle für einen Sandhaufen.

Ein Simulationssystem für granulare Aufschüttungen aus Teilchen variabler Form

Granulare Materialien, deren prominentester Vertreter Sand ist, sind in sehr vielen Forschungbereichen von Bedeutung. Ihr besonderen Eigenschaften machen sie sowohl für die industrielle Anwendung bedeutsam, als auch als Arbeitsgebiet in der Grundlagenforschung. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der numerischen Untersuchung von Granulaten.Die Größenskala typischer granularer Teilchen beginnt im Mikrometer -Bereich für feine Stäube. Die oberen Grenze liegt etwa im Bereich von einigen Kilometern Teilchendurchmesser für die Felsbrocken in den Ringen des Saturn.

Rotating Drum

A rotating drum with a mixture of many small and a few large particles.

Animation: 

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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