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Auteur Ng, Tang-Tat
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Affiner la rechercheInput Parameters of Discrete Element Methods / Ng, Tang-Tat in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°7 (Juillet 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 723-729 p.
Titre : Input Parameters of Discrete Element Methods Titre original : Paramètres d'Entrée des Méthodes d'Elément Discrètes Type de document : texte imprimé Auteurs : Ng, Tang-Tat, Auteur ; Chang, Ching S., Editeur scientifique Article en page(s) : 723-729 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Granular materials Discrete elements Triaxial compression Micro-mechanics Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micro-mécaniques Index. décimale : 621.34 Résumé : This paper presents a sensitivity analysis of the input parameters of a program based on the discrete element method (DEM). Triaxial compression simulations were conducted on an assembly of ellipsoids with two particle shapes. We examine four input parameters including shear modulus of particles, density of particles, time step, and damping. Generally, these parameters are chosen by calibrating the result with certain known behavior of granular materials. In dynamic simulations, these input parameters are bounded by their physical attributions that should not be altered. However, in static simulations, they do not have the same physical implication. Validity of results may be questionable when input parameters are used without justification. A sensitivity analysis of the input parameters should shed light on this issue. In this paper, we will study the effect of the input values within the range of (1/10)-10 times the benchmark value. The benchmark values are commonly used by the writer. The results are presented against the benchmark simulation. The unbalanced forces in the simulations are kept below a prescribed value to enforce equilibrium. The result shows that the effect of all input parameters used in this paper is negligible as long as the small unbalanced forces in the system can be achieved. The runtimes are different. However, there are two simulations (one with low damping and the other with a large time step size) that cannot maintain the required small unbalanced force. In other words, equilibrium cannot be achieved for these simulations.
Cet article présente une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée d'un programme basé sur la méthode discrète d'élément (DEM). Des simulations à trois axes de compression ont été conduites d'un ensemble des ellipsoïdes avec deux formes de particules. Nous examinons quatre paramètres entrés comprenant le module de cisaillement des particules, de la densité des particules, de l'étape de temps, et de l'atténuation. Généralement, ces paramètres sont choisis en calibrant le résultat avec certain comportement connu des matériaux granulaires. Dans des simulations dynamiques, ces paramètres d'entrée sont liés par leurs attributions physiques qui ne devraient pas être changées. Cependant, dans des simulations statiques, ils n'ont pas la même implication physique. La validité des résultats peut être incertaine quand des paramètres d'entrée sont employés sans justification. Une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée devrait jeter la lumière sur cette question. En cet article, nous étudierons l'effet des valeurs d'entrée dans la marge de (1/10)-10 chronomètre la valeur de repère. Les valeurs de repère sont généralement employées par l'auteur. Les résultats sont présentés contre la simulation de repère. Les forces non équilibrées dans les simulations sont gardées au-dessous d'une valeur prescrite pour imposer l'équilibre. Le résultat prouve que l'effet de tous les paramètres d'entrée utilisés en cet article est négligeable aussi longtemps que les petites forces non équilibrées dans le système peuvent être réalisées. Les temps d'exécution sont différents. Cependant, il y a deux simulations (une avec le bas atténuant et l'autre avec une grande taille d'étape de temps) qui ne peuvent pas maintenir la petite force non équilibrée exigée. En d'autres termes, l'équilibre ne peut pas être réalisé pour ces simulations.
En ligne : tang@unm.edu [article] Input Parameters of Discrete Element Methods = Paramètres d'Entrée des Méthodes d'Elément Discrètes [texte imprimé] / Ng, Tang-Tat, Auteur ; Chang, Ching S., Editeur scientifique . - 723-729 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 723-729 p.
Mots-clés : Granular materials Discrete elements Triaxial compression Micro-mechanics Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micro-mécaniques Index. décimale : 621.34 Résumé : This paper presents a sensitivity analysis of the input parameters of a program based on the discrete element method (DEM). Triaxial compression simulations were conducted on an assembly of ellipsoids with two particle shapes. We examine four input parameters including shear modulus of particles, density of particles, time step, and damping. Generally, these parameters are chosen by calibrating the result with certain known behavior of granular materials. In dynamic simulations, these input parameters are bounded by their physical attributions that should not be altered. However, in static simulations, they do not have the same physical implication. Validity of results may be questionable when input parameters are used without justification. A sensitivity analysis of the input parameters should shed light on this issue. In this paper, we will study the effect of the input values within the range of (1/10)-10 times the benchmark value. The benchmark values are commonly used by the writer. The results are presented against the benchmark simulation. The unbalanced forces in the simulations are kept below a prescribed value to enforce equilibrium. The result shows that the effect of all input parameters used in this paper is negligible as long as the small unbalanced forces in the system can be achieved. The runtimes are different. However, there are two simulations (one with low damping and the other with a large time step size) that cannot maintain the required small unbalanced force. In other words, equilibrium cannot be achieved for these simulations.
Cet article présente une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée d'un programme basé sur la méthode discrète d'élément (DEM). Des simulations à trois axes de compression ont été conduites d'un ensemble des ellipsoïdes avec deux formes de particules. Nous examinons quatre paramètres entrés comprenant le module de cisaillement des particules, de la densité des particules, de l'étape de temps, et de l'atténuation. Généralement, ces paramètres sont choisis en calibrant le résultat avec certain comportement connu des matériaux granulaires. Dans des simulations dynamiques, ces paramètres d'entrée sont liés par leurs attributions physiques qui ne devraient pas être changées. Cependant, dans des simulations statiques, ils n'ont pas la même implication physique. La validité des résultats peut être incertaine quand des paramètres d'entrée sont employés sans justification. Une analyse de sensibilité des paramètres d'entrée devrait jeter la lumière sur cette question. En cet article, nous étudierons l'effet des valeurs d'entrée dans la marge de (1/10)-10 chronomètre la valeur de repère. Les valeurs de repère sont généralement employées par l'auteur. Les résultats sont présentés contre la simulation de repère. Les forces non équilibrées dans les simulations sont gardées au-dessous d'une valeur prescrite pour imposer l'équilibre. Le résultat prouve que l'effet de tous les paramètres d'entrée utilisés en cet article est négligeable aussi longtemps que les petites forces non équilibrées dans le système peuvent être réalisées. Les temps d'exécution sont différents. Cependant, il y a deux simulations (une avec le bas atténuant et l'autre avec une grande taille d'étape de temps) qui ne peuvent pas maintenir la petite force non équilibrée exigée. En d'autres termes, l'équilibre ne peut pas être réalisé pour ces simulations.
En ligne : tang@unm.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) . - 1188-1194 p.
Titre : Triaxial Test Simulations with Discrete Element Method and Hydrostatic Boundaries Titre original : Simulations à Trois Axes d'Essai avec la Méthode Discrète d'Elément et les Frontières Hydrostatiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Ng, Tang-Tat, Auteur ; Ooi, J. Y., Editeur scientifique Article en page(s) : 1188-1194 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Granular materials Discrte elments Triaxial compression Micromechanics Hydrostatics Boundaries Simulation Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micromécaniques Hydrostatiques Frontières Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A new boundary condition has been developed for the discrete element method. This boundary is different from the conventional periodic, rigid, or flexible boundries. This new boundary mechanism was developed to simulate triaxial tests. The new boundary, hydrostatic boundary, simulated the chamber fluid but not the rubber membrane. When a particle (ellipsoids in our simulations) contacts the hydrostatic boundary, pressure is developed. The interaction between the particle and the boundary is calculated analytically based on geometry. This hydrostatic boundary condition was implemented into an existing ellipsoidal discrete element code. Triaxial compression drained tests were performed with both periodic and hydrostatic boundaries. The result showed an increase in friction angle over the values observed from the periodic boundary mechanism. The result also closely resembles the experimental triaxial data. Thirteen specimens were generated and were used to investigate the following variables: particle shape, specimen size, and void ratio. A unique slope of the linear relationship between friction angle and void ratio was identified for monosize specimens of different particle shapes. It is found that the friction angle decreases as the aspect ratio increases provided that the void ratio of the two specimens is the same. The friction angle is linear proportional to the coordination number for monosize specimens regardless the specimen size. Also, the specimen size does not influence the behavior of two-size specimens.
Un nouvel état de frontière a été développé pour la méthode discrète d'élément. Cette frontière est différente des boundries périodiques, rigides, ou flexibles conventionnels. Ce nouveau mécanisme de frontière a été développé pour simuler les essais à trois axes. La nouvelle frontière, frontière hydrostatique, a simulé le fluide de chambre mais pas la membrane en caoutchouc. Quand une particule (ellipsoïdes dans nos simulations) entre en contact avec la frontière hydrostatique, de la pression est développée. L'interaction entre la particule et la frontière est calculée analytiquement a basé sur la géométrie. Cet état de frontière hydrostatique a été mis en application dans un code discret ellipsoïde existant d'élément. Des essais vidangés par compression à trois axes ont été réalisés avec des frontières périodiques et hydrostatiques. Le résultat a montré une augmentation d'angle de frottement au-dessus des valeurs observées du mécanisme périodique de frontière. Le résultat ressemble également étroitement aux données à trois axes expérimentales. Treize spécimens ont été produits et ont été employés pour étudier les variables suivantes : forme de particules, taille de spécimen, et rapport de vide. Une pente unique du rapport linéaire entre l'angle de frottement et le rapport vide a été identifiée pour monosize des spécimens de différentes formes de particules. On le constate que l'angle de frottement diminue à mesure que l'allongement augmente à condition que le rapport vide des deux spécimens soit identique. L'angle de frottement est proportionnel linéaire au nombre de coordination pour monosize des spécimens sans se soucier la taille de spécimen. En outre, la taille de spécimen n'influence pas le comportement des spécimens de deux-taille.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : tang@unm.edu [article] Triaxial Test Simulations with Discrete Element Method and Hydrostatic Boundaries = Simulations à Trois Axes d'Essai avec la Méthode Discrète d'Elément et les Frontières Hydrostatiques [texte imprimé] / Ng, Tang-Tat, Auteur ; Ooi, J. Y., Editeur scientifique . - 1188-1194 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) . - 1188-1194 p.
Mots-clés : Granular materials Discrte elments Triaxial compression Micromechanics Hydrostatics Boundaries Simulation Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micromécaniques Hydrostatiques Frontières Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A new boundary condition has been developed for the discrete element method. This boundary is different from the conventional periodic, rigid, or flexible boundries. This new boundary mechanism was developed to simulate triaxial tests. The new boundary, hydrostatic boundary, simulated the chamber fluid but not the rubber membrane. When a particle (ellipsoids in our simulations) contacts the hydrostatic boundary, pressure is developed. The interaction between the particle and the boundary is calculated analytically based on geometry. This hydrostatic boundary condition was implemented into an existing ellipsoidal discrete element code. Triaxial compression drained tests were performed with both periodic and hydrostatic boundaries. The result showed an increase in friction angle over the values observed from the periodic boundary mechanism. The result also closely resembles the experimental triaxial data. Thirteen specimens were generated and were used to investigate the following variables: particle shape, specimen size, and void ratio. A unique slope of the linear relationship between friction angle and void ratio was identified for monosize specimens of different particle shapes. It is found that the friction angle decreases as the aspect ratio increases provided that the void ratio of the two specimens is the same. The friction angle is linear proportional to the coordination number for monosize specimens regardless the specimen size. Also, the specimen size does not influence the behavior of two-size specimens.
Un nouvel état de frontière a été développé pour la méthode discrète d'élément. Cette frontière est différente des boundries périodiques, rigides, ou flexibles conventionnels. Ce nouveau mécanisme de frontière a été développé pour simuler les essais à trois axes. La nouvelle frontière, frontière hydrostatique, a simulé le fluide de chambre mais pas la membrane en caoutchouc. Quand une particule (ellipsoïdes dans nos simulations) entre en contact avec la frontière hydrostatique, de la pression est développée. L'interaction entre la particule et la frontière est calculée analytiquement a basé sur la géométrie. Cet état de frontière hydrostatique a été mis en application dans un code discret ellipsoïde existant d'élément. Des essais vidangés par compression à trois axes ont été réalisés avec des frontières périodiques et hydrostatiques. Le résultat a montré une augmentation d'angle de frottement au-dessus des valeurs observées du mécanisme périodique de frontière. Le résultat ressemble également étroitement aux données à trois axes expérimentales. Treize spécimens ont été produits et ont été employés pour étudier les variables suivantes : forme de particules, taille de spécimen, et rapport de vide. Une pente unique du rapport linéaire entre l'angle de frottement et le rapport vide a été identifiée pour monosize des spécimens de différentes formes de particules. On le constate que l'angle de frottement diminue à mesure que l'allongement augmente à condition que le rapport vide des deux spécimens soit identique. L'angle de frottement est proportionnel linéaire au nombre de coordination pour monosize des spécimens sans se soucier la taille de spécimen. En outre, la taille de spécimen n'influence pas le comportement des spécimens de deux-taille.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : tang@unm.edu
