| Summary: | === The study of discharges of two-dimensional granular piles with open boundaries revealed clues of a jamming transition and an effect of segregation mixtures of grains. The study was carried out by means of computer simulations, using a molecular dynamics technique, where the piles are grown on a finite size base and subsequently discharged through an orifice opened at the center of the base. Taking the final height of the pile after discharge as the order parameter, one can see a transition from a regime in which the pile is not disturbed by the orifice opening to a catastrophic regime, in which the pile is divided into two smaller ones. A finite size analysis shows that the orifice width of transition converge to a finite value, which corresponds to the critical width of the jamming transition. This result was obtained for a model of visco-elastic grain with Coulomb friction and also for a model that incorporates rolling friction besides those interactions. Rolling friction is
responsible, among other things, for the stability of grain piles in numerical simulations. Besides its contribution to the understanding of jamming transition, the research of discharges of piles formed by a mixture of grains revealed an effect of segregation in the process of arch formation. The effect was observed both in mixtures of grains of different
sizes as in mixtures of grains of different densities. When the grains are bidisperse in size, the arches are predominantly composed of larger grains. In the case of density bidispersion, two regimes are distinguished depending on orifice width: for small widths, the occurrence of denser grains in the arch is greater, for large widths, the occurrence of denser grains is smaller. === O estudo das descargas de empilhamentos granulares bidimensionais com fronteiras abertas revelou indícios de uma transição de engarrafamento e um efeito de segregação em misturas de grãos. O estudo foi feito por meio de simulações computacionais, utilizando-se uma técnica de dinâmica molecular, em que os empilhamentos são crescidos sobre uma base de tamanho finito e posteriormente descarregadas por um orifício aberto no centro da base. Tomando a altura final do empilhamento após a descarga como parâmetro de ordem, pode-se divisar uma transição de um regime em que o empilhamento não é perturbado pela abertura do orifício para um regime catastrófico, em que o empilhamento se divide em dois menores. Uma análise de tamanho finito mostra que largura do orifício de transição converge para um valor finito, que corresponde à largura crítica da transição de engarrafamento. Esse resultado foi obtido para um modelo de grão visco-elástico com atrito coulombiano e também para um modelo que, além dessas interações, incorpora atrito de rolamento, responsável, entre outros efeitos, pela maior estabilidade de pilhas de grãos em simulações numéricas. Além de ajudar a entender a transição de engarrafamento, a investigação de descargas de empilhamentos formados por misturas de grãos revelou um efeito de segregação no processo de formação de arcos. Observou-se o efeito tanto em misturas de grãos de tamanhos distintos quanto em misturas de grãos de diferentes densidades. No caso de bidispersão no tamanho, os arcos são predominantemente compostos pelos grãos maiores. No caso de bidispersão na densidade, existem dois regimes, dependendo da largura do orifício: para larguras pequenas, a ocorrência de grãos densos no arco é maior e, para larguras grandes, a ocorrência de grãos densos é menor.
|
|---|
