Computer simulation of granular flows

Abstract

Son yıllarda tanecikli maddelerin detaylı mekaniğine olan ilgide anlamlı bir yükseliş olmuş ve bunların sınırlandırılmış akış rejimleri içindeki davranışlarını anlamada önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Tanecikli madde akışı hakkındaki araştırmalar; hız, katı parçacık ve bu tip akışlarda oluşan rastgele parçacık hareketini tam ölçmede güvenilir alet kullanımının yokluğu dolayısıyla birer birer engellenmiştir. Alternatif bir yaklaşım olarak bilgisayar simülasyonlarından yararlanılmaktır. Bu tezin amacı düşey olarak titreşen kuru taneciklerin akışını bilgisayar simülasyonlarını kullanarak incelemektir. Bu çalışmada elde edilen simulasyon sonuçları literatürde var olan verilerle uyuşmaktadır. Buna ek olarak, rotasyonel geri getirme katsayısı, parçacık-parçacık çarpışmaları için geri getirme katsayısı, parçacık-duvar çarpışmaları için geri getirme katsayısı ve ivmelenme genliğinin etkileri incelenmiştir. Titreşimin genliğinin parçacık çapına oranının etkisinin daha detaylı olarak çalışılması gerekmektedir. EYLÜL 2003 NİHAL ETİSOY

In recent years there has been a significant increase of interest in the detailed mechanics of granular materials and considerable progress has been made on understanding their behavior within the limiting flow regimes. Research on granular material flow has been severely hampered by the lack of reliable instrumentation to measure precisely the velocity, solid fraction and random particle motion within such flows. An alternative approach is to utilize computer simulations. The purpose of this thesis is to investigate vertically vibrating granular material using computer simulations. In this study the simulation results agree with data available in the literature. In addition, the effects of the coefficient of rotational restitution, coefficient of restitution for particle-particle interactions, coefficient of restitution for particle-wall interactions and the acceleration amplitude were investigated. It is found that the effect of the amplitude of vibration to particle diameter ratio needs to be studied further.