Stochastic particle packing with specified granulometry and porosity

This work presents a technique for particle size generation and placement in arbitrary closed domains. Its main application is the simulation of granular media described by disks. Particle size generation is based on the statistical analysis of granulometric curves which are used as empirical cumulative distribution functions to sample from mixtures of uniform distributions. The desired porosity is attained by selecting a certain number of particles, and their placement is performed by a stochastic point process. We present an application analyzing different types of sand and clay, where we model the grain size with the gamma, lognormal, Weibull and hyperbolic distributions. The parameters from the resulting best fit are used to generate samples from the theoretical distribution, which are used for filling a finite-size area with non-overlapping disks deployed by a Simple Sequential Inhibition stochastic point process. Such filled areas are relevant as plausible inputs for assessing Discrete Element Method and similar techniques

ESTUDO, IMPLEMENTAÇÃO COMPUTACIONAL E COMPARAÇÃO ENTRE ALGORITMOS DE INTEGRAÇÃO TEMPORAL APLICADOS A SISTEMAS DISCRETOS

Esse trabalho propõe o estudo, implementação computacional e comparação entre algoritmos de integração temporal aplicados a sistemas discretos. Na maioria dos problemas práticos de engenharia, a complexidade do fenômeno ou as condições de contorno envolvidas inviabilizam a determinação de soluções analíticas, e assim, métodos numéricos são utilizados para fornecer estimativas confiáveis para a solução do problema. No contexto de análises dinâmicas, pretende-se analisar como determinado problema se comporta ao longo do tempo quando submetido a solicitações externas, tendo como maior gargalo a discretização temporal do domínio. Sistemas massa-mola compostos são utilizados exclusivamente para a análise desse tipo de discretização. Através desses modelos, avalia-se a eficiência computacional da utilização dos métodos explícitos e implícitos de Newmark, representados, respectivamente, pelo método da Diferença Central e pela Regra do Trapézio. Avaliam-se também os métodos explícitos de Runge Kutta e o método Predictor Corrector, comparando os resultados das simulações aos das abordagens analítica adotadas. Modelos de vibração axial em barras são utilizados para investigar as influências da discretização temporal em conjunto com a discretização espacial do sistema. Exemplos numéricos são utilizados para ilustrar os resultados