Search
Search results for: MATERIAL SYMMETRY GROUP, MICROMORPHIC CONTINUUM, SUBFLUIDS, GRANULAR MATERIALS
-
On the material symmetry group for micromorphic media with applications to granular materials
PublicationWithin the framework of the theory of nonlinear elastic micromorphic continua we introduce the new definition of the local material symmetry group. The group consists of ordered triples of second- and third-order tensors describing such changes of a reference placement that cannot be recognized with any experiment. Using the definition we characterize the micromorphic isotropic media, micromorphic fluids, solids and special intermediate...
-
On Dynamic Extension of a Local Material Symmetry Group for Micropolar Media
PublicationFor micropolar media we present a new definition of the local material symmetry group considering invariant properties of the both kinetic energy and strain energy density under changes of a reference placement. Unlike simple (Cauchy) materials, micropolar media can be characterized through two kinematically independent fields, that are translation vector and orthogonal microrotation tensor. In other words, in micropolar continua...
-
Local material symmetry group for first- and second-order strain gradient fluids
PublicationUsing an unified approach based on the local material symmetry group introduced for general first- and second-order strain gradient elastic media, we analyze the constitutive equations of strain gradient fluids. For the strain gradient medium there exists a strain energy density dependent on first- and higher-order gradients of placement vector, whereas for fluids a strain energy depends on a current mass density and its gradients....
-
Acceleration waves in the nonlinear micromorphic continuum
PublicationWithin the framework of the nonlinear elastic theory of micromorphic continua we derive the conditions for propagation of acceleration waves. An acceleration wave, also called a wave of weak discontinuity of order two, can be treated as a propagating nonmaterial surface across which the second derivatives of the placement vector and micro-distortion tensor may undergo jump discontinuities. Here we obtain the acoustic tensor for...
-
Structured deformation of granular material in the state of active earth pressure
PublicationThe paper focuses on the ability of granular materials to undergo structured deformation by analysing the data from the retaining wall model tests and discrete element simulations. The structured deformation means the movement of a granular material which produces a stable, regular pattern of multiple shear bands. The paper's primary purpose is to study this kind of deformation for the selected data representing the state of active...
-
Jacek Tejchman prof. dr hab. inż.
People -
Selection of material for X-ray tomography analysis and DEM simulations: comparison between granular materials of biological and non-biological origins
PublicationPhysical properties and X-ray tomography images of five different granular materials: glass bead, glass grit, short grain white rice, sorghum and clay granules (Seramis) are investigated to select the most promising materials for numerical simulations and time-lapse X-ray tomography imaging. The examined materials represent granular materials of non-biological origin (glass bead, glass grit and Seramis) and granular plant materials...
-
From flow to jamming: Lattice Gas Automaton simulations in granular materials
PublicationWe introduce the first extension of a Lattice Gas Automaton (LGA) model to accurately replicate observed emergent phenomena in granular materials with a special focus on previously unexplored jamming transitions by incorporating gravitational effects, energy dissipation in particle collisions, and wall friction. We successfully reproduce flow rate evolution, density wave formation, and jamming transition observed in experiments....
-
Robert Bogdanowicz dr hab. inż.
PeopleRobert Bogdanowicz received his Ph.D. degree with honours in Electronics from the Gdansk University of Technology. He worked as a post-doc researcher in Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald Institut für Physik. He has initiated optical emission imaging of muti-magnetron pulsed plasma and contributed to the development of antibacterial implant coatings deposited by high-power impulse magnetron sputtering. He moved back to...
-
Influence of grain shape on the mechanical behaviour of granular materials
PublicationWe performed series of numerical vertical compression tests on assemblies of 2D granular material using a Discrete Element code and studied the results in regard to the grain shape. The samples consist of 5000 grains made either of 3 overlapping discs (clump - grain with concavities) or of six-edged polygons (convex grain). These two types of grains have a similar external envelope, ruled with a geometrical parameter α. In the...
-
ECONOMICAL AND SAFE METHOD OF GRANULAR MATERIAL STORAGE IN SILOS IN OFFSHORE PORT TERMINALS
PublicationThe article discusses issues related with storage of granular materials in silos made of corrugated sheets and reinforced with vertical ribs. Advantages and disadvantages of these structures are named, and typical technological solutions used by largest silo producers are presented. Moreover, basic assumptions of Eurocode 3 are discussed in the context of determining the buckling load capacity of a ribbed jacket. Alternative methods...
-
Application of the expanded clay aggregate in form of granular materials for water treatment
PublicationThe paper aimed to evaluate the efficiency of Filtralite MonoMulti compared to the conventional dual-media filter beds comprising silica sand layer covered with anthracite coal. Filtralite media are composed of processed (expanded), highly porous clay products characterized by relatively rough grain surfaces. In order to compare these different media filters in a reliable way, the pilot filter columns operated in parallel, under...
-
Boundary effects on behaviour of granular material
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podczas ściskania dwuosiowego. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. W pracy pokazano wpływ warunków brzegowych na globalne i loklane zachowanie sie materiału.
-
Conductivity and superconductivity in granular materials
PublicationMetale i nadprzewodniki granulaste są bardzo ciekawymi materiałami dzięki jednoczesnej obecności oddziaływań kulombowskich, tunelowania elektronów i par Coopera oraz różnych zjawisk związanych z nieuporządkowaniem. W pracy przedstawiono i porównano niektóre właściwości granulastych nisko- i wysokotemperaturowych nadprzewodników. Granulasty nadprzewodnik wysokotemperaturowy otrzymano metodą krystalizacji w fazie stałej szkła (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O....
-
Modelling of shear zones during quasi-static granular silo flow using material point method (MPM)
PublicationThe paper focuses on confined silo flow of cohesionless sand. The problem considered is a quasi-static flow in a plane strain model silo with parallel walls simulated with the material point method (MPM). The simulation used a non-local hypoplastic constitutive model. Initially, the paper validated the implemented numerical approach with basic element tests and a plane strain compression test. The subsequent MPM calculations for...
-
Combining X-ray tomogrpahy imaging and DEM simulations to investigate granular material flow during silo discharging
PublicationEven after few decades of research, the study of particle motion taking place during silo discharging hasn’t been fully addressed, both experimentally and numerically, because of nontrivial behaviors that occur during associated flow patterns. For instance, discrete element method (DEM) has shown good qualitative prediction potential of velocity profile, but, on the other hand, frequently failed to match quantitatively experimental...
-
COMPARISON OF THE CONVENTIONAL AND ALTERNATIVE GRANULAR MATERIALS FOR DUAL-MEDIA FILTRATION OF GROUNDWATER: PILOT PLANT TESTING
PublicationNowadays, occurrence of abnormal mineral or organic natural (geogenic) compounds concentrations, in ground and infiltration water, but also quite often in surface waters, is now a common problem encountered in Poland, Europe and many other countries throughout the world. The most concern is usually paid on the removal of iron (Fe) and manganese (Mn) as well as anthropogenic compounds (in particular referring to the organic compounds...
-
Polygons vs. clumps of discs: A numerical study of the influence of grain shape on the mechanical behaviour of granular materials
PublicationWe performed a series of numerical vertical compression tests on assemblies 01 20 granular material using a Discrete Element code and studied the results with regard to the grain shape. The samples consist of 5000 grains made from either 3 overlapping discs (clumps - grains with concavities) or six-edged polygons (convex grains). These two grain type have similar external envelope, which is a fund ion of a geometrical parameter...
-
Patterns of shear zones in granular bodies within a polar hypoplastic continuum
PublicationPrzedstawiono wyniki numerycznej analizy tworzenia się stref ścinania w materiałach granulowanych podczas ściskania dwuosiowego. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego hypoplsastycznego prawa materiałowego. Obliczenia wykonywano dla różnych warunków brzegowych wstępnego zagęszczenia piasku, poziomu naprężenia i rozkładu stochastycznego imperfekcji.
-
Leszek Ziemczonek dr
PeopleUniversity education 1973-1978 – Nicolaus Copernicus University in Toruń, University of Gdańsk in Gdańsk, Mathematical Physics, M. Sc. 1979 – Diploma of Postgraduate Studies, Pedagogics 1989 – Institute of Physics, Polish Academy of Sciences in Warsaw, Theoretical Physics, Ph. D. 2010-2012 – Diploma of Postgraduate Studies, Mathematics Training: · 09.1983 – Trieste (Italy) – International Centre for Theoretical Physics...
-
Comparative modelling of shear localization in granular bodies using a discrete and continuum approach
PublicationW artykule przedstawiono pierwsze wyniki symulacji rys w betonie przy zastosowaniu metody elementów dyskretnych. W obliczeniach wykorzystano program YADE. W symulacjach wykorzystano kulki o różnych średnicach. Przyjęto dodatkowo działanie momentu symulującego szorstkość ziaren.
-
Modelling of localization of deformation in quasi-brittle materials with a continuum and discrete model
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeń lokalizacji odkształceń w materiałach kruchych przy zastosowaniu 2 modeli w ramach mechaniki ośrodka ciągłego i jednego modelu w ramach ośrodka dyskretnego. W przypadku pierwszy zastosowano model sprężysto-plastyczny i model zniszczeniowy rozszerzony o długość charakterystyczną mikrostruktury. W przypadku drugim przyjęto model rusztowy złożony z beleczek.
-
Modelling of strain localization in quasi-brittle materials with non-local continuum models
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej lokalizacji odkształceń w elementach betonowych przy zastosowaniu modelu sprężysto-plastycznego i modelu z degradacja sztywności. Do opisu rys, model rozszerzono o składniki nielokalne. Obliczenia wykonano dla prostych problemów brzegowych
-
Numerical simulations of granular material flow in silos with and without insert
PublicationArtykuł omawia wyniki naporu materiału sypkiego podczas przepływu w silosach z i bez wkładek. Obliczenia wykonano wykorzystując sformułowanie ale na bazie prawa sprężysto-plastycznego według druckera-pragera. Zbadano wpływ kształtu i położenia wkładki na wielkość naporu i rodzaj przepływu.
-
Influence of the grains shape on the mechanical behavior of granular materials
PublicationDiscrete Element Method is a numerical method suitable for modeling geotechnical problems concerning granular media. In most cases simple forms of grains, like discs or spheres, are used. But these shapes are capable of soil behavior modeling up to a certain point only, they cannot reflect all of the features of the medium (large shear resistance and large volumetric change). In order to reflect the complex behavior of the real...
-
Further remarks on well posedness with in hypoplasticity for granular materials.
Publication...
-
Modelling of shear zones in granular materials within hypoplasticity.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy ściskania w płaskim stanie odkształcenia dla materiałów granulowanych. Obliczenia przeprowadzono z modelem hipoplastycznym rozszerzonym o obroty, nielokalność i gradienty odkształceń.
-
Modeling of strain localization in granular and quasi-brittle materials
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych i kruchych. Zasosowano różne modele w ramach mechaniki ośrodków ciągłych i dyskretnych. Wyniki obliczeń porównano z doswiadczeniami.
-
Boundary effects on behaviour of granular material during plane strain compression
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji lokalizacji odkształceń w materiałach granulowanych podzcas sciskania dwuosiowego. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego. W pracy pokazano wpływ warunków brzegowych na globalne i loklane zachowanie sie materiału.
-
Modeling of textural anisotropy in granular materials with micro-polar hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej wpływu anizotropii strukturalnej w materiałach granulowanych na powstawanie lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla ściskania w płaskim stanie odkształcenia stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego. Wpływ anizotropii modelowano stosując skorelowane pola początkowego wskaźnika porowatości.
-
FE-analysis of contractant shear zones in loose granular materials
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy stref ścinania w materiałach granulowanych luźnych. Obliczenia wykonano dla 4 różnych problemów brzegowych: ścinania warstwy między dwoma bardzo szorstkimi ścianami, ściskania w płaskim stanie odkształcenia, dwuosiowego ściskania, odporu na ściankę. Obliczenia wykonano stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego.
-
FE-simulations of size effects in granular and quasi-brittle materials
PublicationW artykule przedstawiono symulacje efektów skali w materiałach granulowanych i kruchych. Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego i fundamentu w przypadku materiałów granulowanych oraz belek zginanych w przypadku materiałów kruchych. Do obliczeń wykorzystano mikropolarne prawo hipoplastyczne i sprężysto-plastyczne prawo z nielokalnym osłabieniem.
-
FE-studies on shear localization in an anisotropic micro-polar hypoplastic granular material
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej wpływu anizotropii w materiałach granulowanych na powstawanie lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego.
-
Periodic stick-slip deformation of granular material under quasi-static conditions
PublicationArtykuł omawia wyniki porównawcze między doświadczeniami z użyciem metody korelacji obrazów cyfrowych (DIC) a symulacjami z użyciem metody elementów dyskretnych (DEM) dla problemu przesuwającej się sztywnej ścianki w piasku. W doświadczeniach zaobserwowano w piasku deformację typu slip-stick, która nie została odtworzona w obliczeniach DEM..
-
Explicit accumulation model for granular materials under multiaxial cyclic loading.
PublicationPróba korelacji parametrów modelu akumulacyjnego piasku z wynikami badań dynamicznych piasku.
-
Modeling of textural anisotropy in granular materials with stochastic micro-polar hypoplasticity.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej wpływu anizotropii strukturalnej w materiałach granulowanych na powstawanie lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla ściskania w płaskim stanie odkształcenia stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego. Wpływ anizotropii modelowano stosując skorelowane pola początkowego wskaźnika porowatości.
-
Early prediction of macrocrack location in concrete and other granular composite materials
PublicationHeterogeniczne kruche kompozyty, takie jak beton, ceramika i skały składają się z ziaren połączonych wiązaniami. Pytanie, czy ścieżka pęknięcia, która prowadzi do zniszczenia może być przewidziania na podstawie znanych cech mikrostrukturalnych, a mianowicie łączności wiązań, rozmiaru, energii pękania, wytrzymałości pozostają otwarte. Istnieje wiele kryteriów pęknięć. Najczęściej używane są oparte na postulowanym ekstremum naprężenia...
-
Investigations of vortex structures in granular materials under earth pressure conditions by DEM
PublicationW artykule pokazano rozwój wirów na poziomie ziarna materiału granulowanego podczas parcia pasywnego piasku na sztywną ściankę przemieszczającą się poziomo. Obliczenia wykonano stosując metodę DEM. Przyjęto 3 różne sposoby wyznaczenia wirów i ich czestotliwości.
-
Extended micropolar approach within the framework of 3M theories and variations thereof
PublicationAs part of his groundbreaking work on generalized continuum mechanics, Eringen proposed what he called 3M theories, namely the concept of micromorphic, microstretch, and micropolar materials modeling. The micromorphic approach provides the most general framework for a continuum with translational and (internal) rotational degrees of freedom (DOF), whilst the rotational DOFs of micromorphic and micropolar continua are subjected...
-
Stochastic FE-analysis of shear localization in 2D granular material within a micro-polar hypoplascity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej stochastycznej analizy wpływu rozkładu początkowego wskaźnika porowatości w materiałach granulowanych na powstawanie lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano dla ścinania warstwy piasku stosując metodę elementów skończonych na bazie mikropolarnego prawa hipoplastycznego.
-
Shear-Jamming in Two-Dimensional Granular Materials with Power-Law Grain-Size Distribution
Publication -
Discrete modelling results of a direct shear test for granular materials versus FE results
PublicationArtykuł porównuje wyniki DEM i MES dla testu bezpośredniego ścinania materiałów granulowanych. Obliczenia MES wykonano przy zastosowaniu mikropolarnego modelu hipoplastycznego. W obliczeniach DEM z kulami i momentami kontaktu zwrócono uwagę na zjawiska mikrostrukturalne w strefie ścinania na poziomie ziaren.
-
Experimental study on shear localization in granular materials within combined strain and stress field
PublicationLokalizacja odkształceń stycznych w materiałach granulowanych była przedmiotem badań doświadczalnych podczas przemieszczania się sztywnej ścianki. Wykonano pomiary przemieszczeń stosując metodę korelacji obrazów cyfrowych. Natomiast pomiary średnich naprężeń wykonano stosując metodę foto-sprężystości. Zastosowano jako materiał granulowany piasek oraz szklane kulki.
-
Yade-open DEM: an open-source software using a discrete element methodto simulate granular material
PublicationPurpose - YADE-OPEN DEM is an open source software based on the Discrete Element Method which uses object oriented programming techniques. The paper describes the softwarearchitecture.Design/methodology/approach - The DEM chosen uses position, orientation, velocity and angular velocity as independent variables of simulated particles which are subject to explicit leapfrog time-integration scheme (Lagrangian method). The three-dimensional...
-
Modelling of shear localization during granular flow within non-local hypoplasticity using material point method
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące powstawania lokalizacji odkształceń stycznych w materiałach granulowanych Obliczenia wykonano dla ściskania dwuosiowego i przypływu silosowego stosując hipoplastyczny model konstytutywny rozszerzony o długość charakterystyczną w ramach nielokalnej teorii. Zastosowano podejście punktów materialnych w celu uniknięcia nadmiernej deformacji elementów skończonych.
-
Quantitative estimation of volume changes of granular materials during silo flow using X-ray tomography.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych nad zmianami objętościowymi materiału granulowanego podczas przepływu silosowego. Badania wykonano przy zastosowaniu tomografii rentgenowskiej. Wyniki porównano z wynikami doświadczalnymi przy zastosowaniu cyfrowej obróbki zdjęć płynącego materiału.
-
FE-modeling of shear resistance degradation in granular materials during cyclic shearing under CNS condition
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy degradacji wytrzymałości na ścinanie w materiałach granulowanych podczas cyklicznego ścinania z warunkiem stałej sztywności normalnej. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego.
-
Non-coaxiality and stress-dilatancy rule in granular materials: FE-investigation within micro-polar hypoplasticity
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy nieosiowości i zasady naprężenie-dylatancja w materiałach granulowanych podczas ściskania dwuosiowego. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego modelu hipoplastycznego.
-
Photo-elastic and DIC techniques to study development of dilatant and compaction shear bands within granular materials
PublicationW artykule omówiono wyniki doświadczalne w odniesieniu do rozwoju stref ścinania w materiałach granulowanych. Wyniki stref ścinania otrzymano stosując metodę foto-sprężystą oraz technikę korelacji cyfrowych obrazów DIC. Pokazano zalety i wady obu metod to wykrywania stref scinania.
-
Finite element investigations of granular material behaviour during cyclic wall shearing under a constant normal stiffness condition
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numnerycznej analizy zachowania sie materiałów granulowanych podczas cyklicznego ścinanai wzdłuz szorstkiej ściany z warunkiem stałej sztywności normalnej. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i mikropolarnego nodelu hipopalstycznego. Obliczenia wykonano dla róznych sztywności, początkowych wskaźników porowatości i sredniej średnicy ziarna. Wyniki numeryczne porównano...