پکیدگی تصادفی مواد دانه ای

چکیده مجموعه ای از دانه های ماکروسکوپیک، ماده دانه ای نامیده می شود. اندازه دانه ها از چندین نانومتر تا چندین سانتی متر تغییر می کنند. مواد دانه ای را در محیط اطراف زندگیمان مانند آشپزخانه (شکر و نمک)، فیزیک زمین مانند شن و رسوبات یخچالی و یا در اخترفیزیک می توان یافت. این مواد کاربرد های صنعتی بسیار فراوانی دارند، از جمله می توان به ذغال سنگ و سنگ معدن در صنعت معدن و انرژی، قرص ها و پودر ها در صنعت داروسازی، سیمان و سرامیک با مقاومت بالا، کاتالیزورها و پودر ها در صنعت شیمیایی اشاره کرد. از آنجا که شناخت هرچه بیشتر رفتار مواد دانه ای می تواند به بهبود شرایط استفاده از آن ها در موارد ذکر شده کمک کند، از اینرو در سال های اخیر مکانیک مواد دانه ای مورد توجه فراوان قرار گرفته شده است. پیدا کردن عوامل موثر بر پکیدگی مواد دانه ای و خواص سیستم منتجه از مسائل مورد علاقه مهندسان و فیزیکدانان است در این پایان نامه ابتدا به معرفی مفاهیم اساسی و کاربردی کسر پکیدگی می پردازیم و کارهایی که دیگران در این زمینه انجام داده اند را مورد مطالعه قرار می دهیم. سپس با استفاده از نرم افزار لمپس و روش شبیه سازی مولکولی مواد دانه ای متشکل از دانه های گرد که ممکن است حاوی یک شاره مثل آب باشد ریخته شده و تأثیر عوامل موثر بر کسر پکیدگی با تغییر پارامترهایی مانند شکل ظرف نیروهای خارجی مانند ارتعاش بررسی خواهد شد. همچنینپکیدگی مخلوط های دانه ای متشکل از گلوله هایی با ابعاد متنوع را بررسی خواهیم کرد تعداد تماس ها و توزیع آن ها در سیستم نیز اطلاعات بسیار مهمی بخصوص در مورد هندسه پکیدگی به ما خواهد داد. هم چنین تغییر ساختار یک سیستم دانه ای دوتایی در داخل یک سیلوی مکعب مستطیل شکل، تحت اثر لرزش را بررسی خواهیم کرد. این بررسی را تحت اعمال تغییرات کمیت هایی نظیر فرکانس لرزش، چگالی جرمی، قطر و دامنه انجام خواهیم داد. کمیات ساختاری نظیر نمایه چگالی، تابع توزیع شعاعی و تعداد همسایه های هر ذره، از جمله کمیت های حائز اهمیت در این پژوهش می باشند. سپس کمیت های ساختاری را بر اساس ارتعاشی که به سیستم وارد می شود بررسی می کنیم. آنچه مشاهده می کنیم این است که دادن ارتعاش به سیستم باعث می شود سیستم منظم تر شود.همچنین با افزایش قطر ذرات و ارتعاش دادن به سیستم کسر پکیدگی بیشتر می شود.