Szemcsés anyagok dinamikai folyamatainak kísérleti vizsgálata = Experimental studies of dynamical processes in granular materials

Börzsönyi, Tamás (2010) Szemcsés anyagok dinamikai folyamatainak kísérleti vizsgálata = Experimental studies of dynamical processes in granular materials. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 60157_ZJ1.pdf Download (658kB)

Abstract

A szemcsés anyagok alapvető áramlási tulajdonságait vizsgálva javaslatot tettünk a lejtőn megfigyelhető homogén áramlásokra vonatkozó ún. folyási törvény módosított alakjára, mely a kísérleti adatok jobb skálázását adja. Megmutattuk, hogy a különböző anyagokra mért folyási törvény meredeksége szisztematikusan nő a rézsűszög növelésével. Meghatároztuk a lejtőn megfigyelhető áramlás különböző módusait, és a homogén áramlás instabilitását vizsgálva megmutattuk, hogy a szemcsés anyag effektív súrlódása a nyírás növelésével először (sűrűbb áramlásnál) növekszik, majd ez a trend megfordul és (az anyag nyírás hatására történő ritkulásával párhuzamosan) csökkenni kezd. Meghatároztuk a szemcsés rétegbe bepréselt légzárvány alapvető dinamikai tulajdonságait. A lassú nyírásnak kitett szemcsés anyagban megfigyelhető nyírási lokalizáció geometriai tulajdonságait vizsgálva megmutattuk, hogy különböző súrlódási együtthatójú rétegekből álló szemcsés közegben a nyírási zóna a rétegek határán irányt változtat, mely jelenség párhuzamba állítható a fénytörés jelenségével. | The basic properties of granular flows were investigated experimentally. We have proposed a modified flow rule for granular flows on an inclined plane, which provides better scaling of the experimental data. Investigating various materials we have shown, that the slope of the flow rule increases systematically with increasing angle of repose. We have determined the various flow regimes of inclined plane flows. By carefully analyzing the instabilities of homogeneous flows we have shown that the effective friction of the granular material (for dense flows) increases with increasing shear rate, but above a certain shear rate this trend turns over and (together with decreasing density) the effective friction starts to decrease. We have determined the basic dynamical properties of air inclusions pressed into a granular layer. Geometrical properties of shear localization in slowly sheared granular materials were also studied. We have shown that in layered granular materials where the layers have different effective frictions, the shear zones are refracted at the layer boundaries, analogously to light refraction.

Actions (login required)

Edit Item