SIMULACIONES DEL FENÓMENO DE SEGREGACIÓN EN APILAMIENTOS: INFLUENCIA DE LA GEOMETRÍA

Abstract

Se presenta un estudio numérico del problema de la segregación por flujo en apilamientos cuasi-bidimensionales construidos vertiendo una mezcla de granos de dos tamaños diferentes, desde una altura constante. Hemos encontrado experimentalmente que el fenómeno de estratificación o bandas puede estar presente en un apilamiento de esferas de vidrio de diferentes tamaños, siempre que las partículas tengan una relación de tamaño y concentraciones apropiadas. Con el fin de comprender la influencia geométrica en el proceso de segregación y estratificación, se simula la construcción de apilamientos, empleando un método de pseudo-dinámica (PSDM). El algoritmo sólo tiene en cuenta el efecto del volumen excluido que surge cuando las partículas interactúan. Las pilas simuladas se construyen utilizando discos y durante el proceso de construcción no se calcula ninguna fuerza de interacción entre ellos. La concentración de discos pequeños y grandes es variada. También se utilizan diferentes relaciones de tamaño entre ellos. Las pilas resultantes presentan diferentes patrones de segregación en función de la concentración y el tamaño relativo de las partículas. Se discuten las condiciones de los diferentes patrones de segregación. También se realiza una comparación con los resultados experimentales propios y se discuten las ventajas y limitaciones del modelo de simulación.