{"id":115840,"date":"2018-03-11T10:44:30","date_gmt":"2018-03-11T10:44:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/particle-finite-element-methods-for-modelling-granular-material-flows\/"},"modified":"2018-03-11T10:44:30","modified_gmt":"2018-03-11T10:44:30","slug":"particle-finite-element-methods-for-modelling-granular-material-flows","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/analisis-numerico\/particle-finite-element-methods-for-modelling-granular-material-flows\/","title":{"rendered":"Particle finite element methods for modelling granular material flows"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> C\u00e9sar Emilio D\u00e1valos Chargoy <\/strong><\/h2>\n<p>El objetivo principal de este trabajo es presentar una nueva metodolog\u00eda para la simulaci\u00f3n de procesos industriales que involucren flujos de materiales granulares, mediante un modelo num\u00e9rico basado en el m\u00e9todo de elementos finitos de part\u00edculas (pfem, por sus siglas en ingl\u00e9s). Los resultados num\u00e9ricos que se presentan en este documento, muestran el potencial de aplicar esta metodolog\u00eda a diferentes ramas de la industria. Debido a la riqueza fenomenol\u00f3gica exhibida por los materiales granulares, el presente trabajo se centrar\u00e1 exclusivamente en la simulaci\u00f3n de flujos granulares densos sin cohesi\u00f3n.  el modelo num\u00e9rico se basa en un enfoque del medio continuo, en el marco te\u00f3rico de plasticidad en grandes deformaciones. Para el modelo constitutivo, la funci\u00f3n de fluencia se define en el espacio de tensiones mediante una superficie de fluencia del tipo drucker-prager caracterizada por dos par\u00e1metros constitutivos, la cohesi\u00f3n y el coeficiente de fricci\u00f3n interna, y equipado con una regla de flujo desviadora no asociada. Esta condici\u00f3n de flujo pl\u00e1stico se considera incompresible, por lo que se propone su integraci\u00f3n mediante una formulaci\u00f3n mixta del tipo   y estabilizando la expresi\u00f3n de la presi\u00f3n a trav\u00e9s de una proyecci\u00f3n polinomial (polynomial pressure projection, ppp). A su vez, se propone una regularizaci\u00f3n visco-pl\u00e1stica con el fin de caracterizar la no linealidad de la velocidad de cizallamiento del material cuando fluye.  la integraci\u00f3n num\u00e9rica se desarrolla en el marco de la t\u00e9cnica impl-ex, aumentando la robustez y reduciendo el n\u00famero de iteraciones, en comparaci\u00f3n con un esquema t\u00edpico de integraci\u00f3n impl\u00edcito. La discretizaci\u00f3n espacial se aborda en el marco del pfem, permitiendo el manejo de grandes deformaciones y del movimiento asociado a los flujos granulares con una distorsi\u00f3n m\u00ednima de las mallas de elementos finitos. La triangulaci\u00f3n de delaunay y el proceso de reconexi\u00f3n minimizan tales distorsiones pero no aseguran su eliminaci\u00f3n; por esto, se propone una discretizaci\u00f3n en part\u00edculas del dominio din\u00e1mica y constante, regularizando de esta manera, la suavidad y la densidad de las part\u00edculas en la malla. Asimismo, se propone un m\u00e9todo para asegurar la conservaci\u00f3n de las superficies materiales por medio de una restricci\u00f3n de la frontera, evitando de esta manera, su definici\u00f3n geom\u00e9trica a trav\u00e9s del m\u00e9todo cl\u00e1sico a-shape.  para el modelado de la interacci\u00f3n entre el material granular y las superficies de su confinamiento, se apuesta por un m\u00e9todo basado en el contact domain method (cdm) que permite el acoplamiento de ambos dominios en t\u00e9rminos de una regi\u00f3n intermedia que conecta las superficies potenciales de contacto siendo este dominio de la misma dimensi\u00f3n que los cuerpos en contacto. El modelo constitutivo a emplear para el dominio de contacto se plantea de manera similar al del material granular, definiendo una correcta representaci\u00f3n del \u00e1ngulo de pared.  con el fin de validar el modelo num\u00e9rico, se llev\u00f3 a cabo una comparaci\u00f3n entre los resultados experimentales de la difusi\u00f3n o desmoronamiento de una masa granular en un plano horizontal y las predicciones obtenidas mediante la simulaci\u00f3n por medio de elementos finitos. Este conjunto de ejemplos nos permite validar el modelo acorde a la predicci\u00f3n de las diferentes condiciones de la cinem\u00e1tica de los materiales granulares: desde una condici\u00f3n de confinamiento, a una transici\u00f3n hacia el flujo granular y de nuevo, a un estancamiento del material hasta definir su dep\u00f3sito final.  el potencial del m\u00e9todo num\u00e9rico, para la soluci\u00f3n y optimizaci\u00f3n de los problemas industriales que involucran flujos granulares, se logra enfoc\u00e1ndose en dos aplicaciones industriales espec\u00edficas en la industria minera y la fabricaci\u00f3n de pellets: la descarga de un silo y el c\u00e1lculo del consumo de energ\u00eda en molinos rotacionales. Ambos ejemplos son representativos en cuanto a los flujos granulares en la industria debido a la presencia de variaciones en su respuesta mec\u00e1nica.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Particle finite element methods for modelling granular material flows<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Particle finite element methods for modelling granular material flows <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 C\u00e9sar Emilio D\u00e1valos Chargoy <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 19\/06\/2014<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Juan  Carlos Cante Teran<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: sergio Idelson barg <\/li>\n<li>p\u00ed\u00a4r Jons\u00e9n (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de C\u00e9sar Emilio D\u00e1valos Chargoy El objetivo principal de este trabajo es presentar una nueva metodolog\u00eda para la [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1191,28680,15596],"tags":[228974,30308,228975,188934],"class_list":["post-115840","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-analisis-numerico","category-mecanica-de-medios-continuos","category-politecnica-de-catalunya","tag-cesar-emilio-davalos-chargoy","tag-juan-carlos-cante-teran","tag-pir-jonsen","tag-sergio-idelson-barg"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/115840","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=115840"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/115840\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=115840"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=115840"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=115840"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}