به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

discrete element method (dem)

در نشریات گروه عمران
تکرار جستجوی کلیدواژه discrete element method (dem) در نشریات گروه فنی و مهندسی
تکرار جستجوی کلیدواژه discrete element method (dem) در مقالات مجلات علمی
  • Mohsen Rajab Doost Khoshdel, Ehsan Taheri *, Ali Fakhimi
    Evaluation of Solid-Fluid interaction is of high significance in all engineering fields. In this paper, the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) and the Discrete Element Method (DEM) were employed to simulate solids and fluids, respectively. As for the simulation of water behavior, first, a single-phase “dam break” experiment is modeled by the SPH. In this model, variable smoothing length and an almost novel boundary method were utilized which resulted in a tremendous boost in its resemblance to the experiment. To couple these methods (SPH and DEM), three approaches were proposed and validated against a famous experimental test named “dam break with an elastic gate test”. Finally, to be sure of the correctness of these approaches, an elastic plate under a water column in the hydrostatic condition was simulated and the error was 2 percent in comparison with the analytical solution. In pursuit of having short run-times, parallel computing on GPU (CUDA) was employed, and a robust nearest neighbor search (NNS) algorithm was modified and developed.
    Keywords: Discrete Element Method (DEM), Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), Fluid-Structure Interaction (FSI), Nearest Neighbor Search (NNS) algorithm, Parallel computing with GPU (CUDA)
  • مسعود خبازیان، سید احسان سیدی حسینی نیا*

    از روش اجزای مجزا برای شبیه سازی دو بعدی رفتار زهکشی شده و زهکشی نشده در مصالح دانه ای چندگوشه به منظور یافتن خط حالت بحرانی استفاده شده است. برای شبیه سازی رفتار زهکشی نشده، از دو روش حجم ثابت و استوانه بهره گرفته شده است. در روش حجم ثابت فرض می شود که حجم نمونه خاک با فرض تراکم ناپذیری آب در روند بارگذاری ثابت می ماند. ولی در روش استوانه، لوله ای میان حفره های همسایه در نظر گرفته می شود که امکان تبادل آب بین مرکز حفره های همسایه را فراهم می نماید. در این روش، قطر استوانه نماینده ای از نفوذپذیری خاک است. شبیه سازی رفتار زهکشی نشده محیط های دانه ای به کمک هر دو روش برای نمونه دانه ای، تحت تنش همه جانبه 200 کیلوپاسکال انجام شد. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که پاسخ های حاصل از روش استوانه انطباق خوبی با روش حجم ثابت دارد و با افزایش سختی آب، نتایج هر دو روش بهم نزدیک تر می شوند. همچنین اثر سطح تنش همه جانبه بر رفتار زهکشی شده و رفتار زهکشی نشده به دو روش حجم ثابت و استوانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از هر سه دسته از شبیه سازی ها نشان داد که با افزایش تنش همه جانبه، تنش انحرافی و تمایل به تراکم در نمونه های زهکشی شده و زهکشی نشده افزایش می یابد. به منظور دستیابی به حالت بحرانی، تحلیل ها تا کرنش های بزرگ و تا ثابت شدن تنش انحرافی و نسبت تخلخل ادامه یافت. سپس موقعیت خط حالت بحرانی و همچنین پارامترهای آن تعیین شد. نتایج نشان داد که موقعیت خط حالت بحرانی به مسیر تنش بارگذاری بستگی ندارد و روش شبیه سازی در موقعیت خط حالت بحرانی تاثیر بسیار کمی دارد.

    کلید واژگان: ذرات چندگوشه، روش استوانه، روش اجزای مجزا (DEM)، خط حالت بحرانی، تحلیل های زهکشی شده و زهکشی نشده
    Masoud Khabazian, Ehsan Seyedi Hosseininia *

    In this study, the numerical Discrete Element Method (DEM) is used for simulating drained and undrained behavior of 2D polygonal granular materials in order to find critical state line. For undrained behavior simulation, two methods including constant volume and cylinder methods have been used. In the constant volume method, it is assumed that the volume of the soil remains constant during the loading due to the incommensurability of water. In the cylinder method, however, a pipe is considered among adjacent pores that provides the water transformation between them. Undrained simulation was performed for sandy samples at the confining pressure of 200 kPa by both methods. Simulations show that the results obtained by cylinder method have good conformity with those of the constant volume method. As the water becomes less compressible, i.e., stiffer, the results of both methods become closer. Also, the effect of confining pressure on the drained and undrained behavior by constant volume and cylinder methods was investigated. The results of the simulations showed that by increasing the confining pressure, the deviatoric stress and the contraction tendency increase in drained and undrained simulations. To achieve critical state, the simulations were performed until large strains where the deviatoric stress and void ratio become constant. Then the critical state line locus and also its parameters are determined. The results show that the critical state line locus does not depend on the stress path and the simulation method for undrained condition has very little impact on the critical state line locus.

    Keywords: Polygonal particles, cylinder method, discrete element method (DEM), critical state line, drained, undrained simulations
  • سجاد ذوقی، سید احسان سیدی حسینی نیا*

    در مهندسی ژیوتکنیک، قبلا تصور می شد که با افزایش سهم فاز ریزدانه غیرخمیری به فاز درشت دانه باعث افزایش مقاومت برشی خاک و کاهش نسبت تخلخل کلی خاک می گردد. درصورتیکه طبق نتایج آزمایشگاهی چنین نیست. در این مقاله با استفاده از روش اجزای مجزا، چندین نمونه خاک با مخلوط کردن دو نوع خاک مختلف با فاز درشت دانه و ریزدانه تهیه شده و بصورت دوبعدی تحت بارگذاری دومحوری قرار گرفتند. دانه های مورد استفاده بصورت دایروی درنظرگرفته شدند. بارگذاری نمونه ها تا رسیدن به حالت حد بحرانی ادامه یافت. بر طبق نتایج بدست آمده، پارامترهای مربوط به مشارکت سهم بخش های درشت دانه و ریزدانه بدست آمدند. بدین منظور، از شاخص های تماسی جایگزینی به نام نسبت تخلخل معادل محتوای درشت دانه و معادل محتوای ریزدانه استفاده شدند. بررسی نتایج شبیه سازی ها نشان از انطباق خوب با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی دارد. محتوای ریزدانه آستانه برای مجموعه نمونه ها، که بیانگر نقش غالب یکی از دو فاز درشت دانه و ریزدانه است، بدست آمد. شبیه سازی ها در فضای دوبعدی نشان داد که می توان برای خاک های با درصدهای وزنی مختلف فاز درشت و ریز، به حالت حد بحرانی منحصر به خود رسید. اگر از تعریف نسبت تخلخل های معادل فاز درشت و ریز استفاده شود، می توان به یک خط بحرانی واحد برای مجموعه ای از خاک ها با درصدهای وزنی مختلف فاز درشت و ریز رسید. همچنین، در این مقاله، روند تغییرات پارامترهای سهم مشارکت دو فاز درشت و ریز بر حسب درصد ریزدانه بدست آمد.

    کلید واژگان: روش اجزای مجزا، محتوای درشت دانه، محتوای ریزدانه، ضریب مشارکت، حالت حد بحرانی
    Sajjad Zoghi, Ehsan Seyedi Hosseininia *

    It was believed that adding fines grains to a base coarse-grained soil would result in shear strength increase due to filling up the voids among coarse content and reducing global void ratio. However, this belief was against following experiments. New variables referred to as the equivalent intergranular and interfine void ratios, have been proposed to resolve this problem. In this paper, by using Discrete Element Method, several soil samples were created by mixing two coarse- and fined-grained soils. Simulations were performed in two-dimension in which, the particles are circular. After the soil sample preparation, it was consolidated under isotropic confining pressure followed by biaxial compression loading. The loading condition was continued until the samples reached the critical state. Based on the simulated results, the required parameters to estimate the portion of coarse- and fine-grained parts in the global soil behavior, were obtained. Comparison of the results of the this study with those of experiments shows good agreements. The threshold fines content, which indicates the government of either of coarse or fine-graind parts was also derived. The two-dimensioanl simulations indicate that for each sample with a specified fine content, the corresponding critical state line can be obtained. If the definitions of equivalent intergranular and interfine void ratios are used, unique critical state lines are reachable.

    Keywords: discrete element method (DEM), Fines content, Coarse content, participation factor, Critical State
  • مسعود خبازیان، سید احسان سیدیحسینی نیا*
    در پژوهش حاضر، از روش اجزای مجزا برای شبیه سازی دو بعدی رفتار زهکشی نشده در مصالح دانه ای چندگوشه استفاده شده است. برای شبیه سازی عددی رفتار زهکشی نشده از دو روش حجم ثابت و استوانه استفاده شده و نتایج حاصل از هر دو روش با یکدیگر مقایسه گردید. در روش استوانه فرض می شود که لوله ای میان حفرات مجاور وجود دارد و امکان تبادل آب بین مراکز حفرات فراهم می شود. در این روش، قطر استوانه نماینده ای از نفوذپذیری خاک است. در روش حجم ثابت فرض می شود که حجم نمونه طی بارگذاری ثابت می ماند. شبیه سازی به کمک هر دو روش برای نمونه هایی انجام شده است. این نمونه ها تحت تنش همه جانبه 200 کیلوپاسکال قرار گرفته و پس از تحکیم همه جانبه، تحت بارگذاری انحرافی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که پاسخ های حاصل از روش استوانه انطباق خوبی با روش حجم ثابت دارد و با افزایش سختی آب، نتایج هر دو روش بهم نزدیک تر می شوند. رفتار زهکشی نشده برحسب مقاومت برشی و فشار آب حفره ای متوسط در نمونه ماسه ای در تنش های همه جانبه 800،400،200 و 1600 کیلوپاسکال به کمک روش استوانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد، بطوریکه در نمونه تحت تنش همه جانبه بیشتر، مقاومت برشی و فشار آب حفره ای متوسط مثبت بیشتری بوجود می آید، ولی با افزایش فشار همه جانبه، مقدار فشار آب حفره ای متوسط در نمونه کاهش می یابد. در انتها گستردگی توزیع فشار آب حفره ای متوسط در نمونه در کرنش های 10 و 30 درصد به کمک روش استوانه نشان داده شد و تاثیر تغییرات قطر استوانه در گستردگی توزیع فشار آب مورد بررسی قرار گرفت. بررسی گستردگی توزیع فشار آب حفره ای متوسط در کرنش های 10 و 30 درصد نشان داد که فشار آب در مرکز نمونه دارای کمترین مقدار است. همچنین با افزایش قطر استوانه، فشار آب در کل حفرات نمونه، بهم نزدیک می شود. در حالیکه هرچه قطر استوانه کمتر باشد، اختلاف فشار آب در حفرات نمونه بیشتر می شود.
    کلید واژگان: ذرات چندگوشه، روش استوانه، روش اجزای مجزا (DEM)، شبیه سازی عددی
    Masoud Khabazian, Ehsan Seyedi Hosseininia*
    In the present study, discrete element method is used to simulate undrained two-dimensional behavior of soil samples containing polygonal particles. Two methods of constant volume and cylinder were used for numerical simulation of undrained behavior and the results from these two methods were compared. In the cylinder method, it is assumed that there are channels among adjacent pores and the possibility of water exchange among the centers of the pores is provided. In this method, the diameter of the cylinder represents the permeability of the soil. In the constant volume method, it is assumed that the sample volume stays constant during loading. The simulations were done by using both methods. The samples were initially subjected to confining pressure of 200 kPa and after consolidation, they were loaded under deviatoric stress. The results showed that the output obtained by the cylinder method are in good agreement with the constant volume method, and by increasing the stiffness of the water, the results of both methods are closer to each other. Then, the undrained behavior was investigated by using cylinder method in terms of shear strength and pore water pressure in a sand sample at the confining pressures of 200, 400, 800 and 1600 kPa. The trend obtained from the simulation results is in good agreement with laboratory results such that with bigger confining pressure, the shear strength and the positive pore pressure are bigger too, but by increasing confining pressure, the amount of pore pressure decreases in the specimen. The pore pressure distribution contour at the strains of 10% and 30% was presented by means of cylinder method and the effect of cylinder diameter changes on the pore pressure distribution contour was investigated. By investigating the pore pressure distribution contour at the strains of 10% and 30%, it was shown that pore pressure in the sample center has the lowest value. In addition, it was seen that by increasing the cylinder diameter, the variation of pore pressure among the voids becomes smaller, which indicates the uniformity of the pore pressure in permeable soils. By reducing the diameter of the cylinder, the variation of pore pressure becomes more through the sample.
    Keywords: Polygonal particles, Cylinder method, Discrete element method (DEM), Numerical simulation
  • A Concept for the Estimation of Soil-Tool Abrasive Wear Using ASTM-G65 Test Data
    G. Hoormazdi, J. Küpferle, A. Rttger, W. Theisen, K. Hackl *
    In this paper, a new procedure for the prediction of soil-tool abrasive wear is presented which drastically reduces the duration and, therefore, the cost of simulations in comparison to conventional 3D wear modeling. The goal is to extend the experimental data from a single scratch test to the wear of mixtures by means of equations obtained from discrete element method (DEM) simulations and geometric relations. We are predicting abrasive wear with a combination of numerical and experimental approaches taking two shapes of particles into account. Single wear is quantified by measuring the width of scratch induced by a single quartz particle. Geometrical relations together with the particle’s microscopic picture are used to find the depth of scratch. DEM mixture simulations result in equations for the number of contacts and normal contact forces. Finally, the wear rate is calculated for a specific soil sample as an example to clarify the developed prediction procedure. The DEM simulations are performed using PFC3D code for both a homogeneous soil sample and a mixture of two different soils. We are specially investigating a relation to predict the abrasive wear caused by a mixture of particles.
    Keywords: Wear rate, Abrasive wear, Single scratch, Discrete element method (DEM)
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال