1. Contact Dynamics modeling of viscoelastic granular materials using irregular polyhedral particles
- Author
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Cyrille Chazallon, Juan Carlos Quezada, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and univOAK, Archive ouverte
- Subjects
Materials science ,Physics ,QC1-999 ,Compaction ,Granular material ,01 natural sciences ,Discrete element method ,Viscoelasticity ,010305 fluids & plasmas ,[SPI.GCIV]Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering ,0103 physical sciences ,Particle-size distribution ,[SPI.GCIV] Engineering Sciences [physics]/Civil Engineering ,Particle ,Contact dynamics ,Composite material ,010306 general physics ,Porosity - Abstract
Viscoelastic granular materials are present in several disciplines. One example is asphalt mixture employed in road construction. In the last three decades, discrete element modeling has been positioned as a valid tool for the analysis of this multiphase material at the grain-scale. All this despite the simplification of the shape of the particles used in these studies. In this work, it is proposed a simplified procedure for the generation of viscoelastic granular samples composed of irregular polyhedra. The numerical aggregates were generated by a Poisson-Voronoi tessellation based on the particle size distribution (PSD) and statistic data of aggregates, without using complex imaging technics. This procedure set the porosity of the packing, while controlling the PSD. Using this procedure implies a significant computational-time reduction by skipping several preparation stages for polyhedral samples, such as deposition by gravity and compaction. This approach can be used for the study granular materials as inclusion in a solid matrix as concrete or asphalt mixtures, particle breaking, and fatigue damage of viscoelastic materials.
- Published
- 2021