A benchmark for particle shape dependence
In: AIP Conference Proceedings ; Powder and Grains 2013 ; https://hal.science/hal-00842754, 2013
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International audience ; Particle shape is a major parameter for the space-filling and strength properties of granular materials. For a systematic investigation of shape effect, a numerical benchmark test was set up within a collaborative group using different numerical methods and particles of various shape characteristics such as elongation, angularity and nonconvexity. Extensive 2D shear simulations were performed in this framework and the shear strength and packing fraction were compared for different shapes.We show that the results may be analyzed in terms of a low-order shape parameter h describing the degree of distortion from a perfectly circular shape. In particular, the shear strength is an increasing function of h with nearly the same trend for all shapes, the differences being of second order compared to h. We also observe a nontrivial behavior of packing fraction which, for all our simulated shapes, increases with h from the random close packing fraction for disks, reaches a peak considerably higher than that for disks, and subsequently declines as h is further increased. Finally, the analysis of contact forces for the same value of h leads to very similar statistics regardless of our specific particle shapes.
| Titel: |
A benchmark for particle shape dependence
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| Autor/in / Beteiligte Person: | Combe, Gaël ; Nouguier-Lehon, Cécile ; Azéma, Emilien ; Szarf, Krzysztof ; Saint-Cyr, Baptiste ; Chaze, Marie ; Radjai, Farhang ; Villard, Pascal ; Delenne, Jean-Yves ; Richefeu, Vincent ; Sornay, Philippe ; Voivret, Charles ; Laboratoire sols, solides, structures - risques Grenoble (3SR) ; Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; GéoMécanique ; Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS) ; École Centrale de Lyon (ECL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint Etienne (ENISE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Physique et Mécanique des Milieux Granulaires (PMMG) ; Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro) ; Laboratoire des Combustibles Uranium (LCU) ; Service d'Analyses, d'Elaboration, d'Expérientations et d'Examens des combustibles (SA3E) ; Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (CEA - DES) (IRESNE) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (CEA - DES) (IRESNE) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Département d'Etudes des Combustibles (DEC) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Département recherche et développements (R&D - SNCF) ; SNCF |
| Link: | |
| Zeitschrift: | AIP Conference Proceedings ; Powder and Grains 2013 ; https://hal.science/hal-00842754, 2013 |
| Veröffentlichung: | HAL CCSD ; AIP Publishing, 2013 |
| Medientyp: | Konferenz |
| ISBN: | 978-0-7354-1166-1 (print) ; 0-7354-1166-2 (print) |
| DOI: | 10.1063/1.4812073 |
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