Two-particle argument

During material deformation, the typical forces acting on a pair of neighbouring particles differ during their approach and during their separation. Dense granular flows under imposed normal stress: two-particle argument yields friction-like law with threshold
Pierre Rognon, Cyprien Gay. (contacts)
submitted (2008).
hal-eprint (PS or PDF)

Abstract / Résumé

Les écoulements denses de milieux granulaires sous contrainte normale imposée vérifient une loi qui exprime une friction effective en fonction d'un nombre sans dimension I, d'une part dans le régime inertiel où l'inertie des grains domine, d'autre part dans le régime visqueux. L'expression de I est obtenue en considérant un seul grain soumis à une contrainte normale connue. Cependant, la forme de la loi (qui présente un seuil d'écoulement) est empirique. Dans ce travail, nous considérons une paire de grains plutôt qu'un grain unique. Les mêmes arguments physiques consuisent à une loi explicite. Elle présente un seuil d'écoulement (dont la valeur numérique n'est pas prédite), exprimé comme une friction effective finie au seuil d'écoulement. La loi résultante semble compatible avec les données existantes, pourvu que la saturation à grande vitesse (régime collisionnel) soit ajoutée de manière empirique. La loi n'est pas exactement la même dans les deux régimes, ce qui semble indiquer qu'il n'y a pas de loi “universelle”. Une interpolation entre les deux régimes est disponible sous la forme d'une note.

Dense granular flows under imposed normal stress conditions are known to obey a law that expresses an effective friction in terms of an adimensional number I, both in the inertial regime where the grain inertia dominates, and in the viscous regime. The expression for I is obtained by considering a single grain subjected to known normal stress. However, the form of the law (which presents a flow threshold) is empirical. In the present work, we consider a pair of grains rather than a single grain. The same physical arguments then yield an explicit law. It exhibits a flow threshold (whose numerical value is not predicted) expressed as a finite effective friction at flow onset. The resulting law seems to be compatible with existing data, provided the saturation at high velocity (collisional regime) is added empirically. The law is not exactly the same in both regimes, which seems to indicate that there is no “universal” law. An interpolation between both regimes is available in the form of a short note.

 
publications/2008rheograins.txt · Dernière modification: 2009/01/14 18:15 par cgay
 
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