Algoritmo Eficiente para Simulación de Medios Granulares Densos

Abstract

En este trabajo presentamos un nuevo algoritmo para simulación de medios granulares densos que incluye partículas estáticas en presencia de gravedad. El modelo consiste en esferas duras inelásticas, para el cual contamos con un algoritmo de simulación eficiente. Extendemos la descripción de las partículas de manera de simular sólo las relevantes a la dinámica macroscópica del sistema. Presentamos tres casos de estudio: deposiciones sobre un suelo estático, avalanchas en un plano rugoso inclinado y el flujo en un tambor rotante. Estudiamos cómo dependen los observables físicos de los parámetros del algoritmo en tres casos: la fracción de empaquetamiento de esferas iguales, el ángulo de detención para avalanchas sobre un suelo rugoso y el perfil de velocidad en un tambor rotante. Los resultados obtenenidos son prometedores y muestran que el modelo de simulación conducida por eventos es útil para simular flujos densos, siempre y cuando se disipe energía de forma adecuada. La nueva extensión permite simular sistemas de interés en un tiempo computacional mucho menor que con métodos actuales. Concluimos mostrando diferentes sistemas que pueden ser simulados con nuestro algoritmo y proponemos futuras lineas de investigación.