Seminário

Compaction of soft granular packings

Sala 1.4.14, Ciências ULisboa

Por Manuel Cardenas (CFTC, Lisbon University).

The compaction behavior of deformable grain assemblies beyond jamming remains misunderstood. Existing models that seek to find the relationship between the confining pressure P and solid fraction ϕ end up settling for empirical strategies or fitting parameters. Numerically and experimentally, we analyze the compaction of highly deformable frictional grains in two and three dimensions: numerically, using a coupled discrete-finite element method, the Non-Smooth Contact Dynamics Method (NSCD), and experimentally using high-resolution imaging coupled with a dedicated DIC algorithm. At the microscopic scale, different power-law relations are evidenced between the local grain structure and contacts, and the packing fraction and pressure, regardless of the shape, or the dimensionality (2D/3D). We also present a micromechanical-based approach for the compaction of soft granular assemblies far beyond the jamming point. This latter is derived from the granular stress tensor, its limit to small deformations, and the evolution of the connectivity. Furthermore, from the expression of these well-defined quantities, we establish different compaction equations, free of ad hoc parameters, well-fitting our numerical and experimental data. This theoretical framework unifies the compaction behavior of assemblies of soft and noncircular soft particles coherently, both in 2D and 3D, for isotropic and uniaxial compression.

References:

  • Three-dimensional compaction of soft granular packings, Soft Matter, M. Cárdenas-Barrantes, D. Cantor, J. Barés, M. Renouf, E. Azéma, Soft Matter, 18, 312-321 (2022).
  • Experimental validation of a micromechanically based compaction law for soft/hard grain mixtures, M. Cárdenas-Barrantes, J. Barés, M. Renouf, and É. Azéma Physical Review E, (2022).
10h00-11h00
CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional

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Seminário do Departamento de Física de Ciências ULisboa, por Henrique Leitão (DHFC-FCUL, PI RUTTER ERC AdG).

Logótipo do evento

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Fotografia de aluna

Uma iniciativa aberta a toda a comunidade académica da ULisboa.

Fotografia de coleção de insetos

The course includes several case studies of insect adaptation, and the most recent overview on insect evodevo, plasticity, ecophysiological responses and conservation under global change.

Logótipo CIE

A leading venue for presenting and discussing the latest research, industrial practice and innovations in dependable and secure computing.

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Logótipos do evento/Ciências ULisboa/AEFCL e data do evento, sobre fotografia de edição anterior

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Equipa da Raiz Vertical Farms

Uma Experiência Única sobre Agricultura Urbana e Energia Renovável.

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A 29 de abril assinalamos o 114.º aniversário de CIÊNCIAS.

Junte-se a nós no Grande Auditório de CIÊNCIAS para uma tarde de celebração que reúne toda a comunidade da Faculdade.

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O curso oferece uma base sólida sobre os fundamentos e práticas essenciais para proteger sistemas e dados num mundo cada vez mais digital - candidaturas até 13 de abril.

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Um concurso de programação dirigido aos alunos do ensino secundário (11.º e 12.º anos), que visa promover a prática e o gosto pela programação.

Banner Dia Aberto de CIÊNCIAS 2025.

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Fotografia de Chapim-azul

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Mão a segurar em globo de vidro

Curso acreditado pelo CCPFC para efeitos de progressão na carreira dos professores na dimensão cientifico-pedagógica dos grupos 230, 420, 510, 520 e 560, com candidaturas até 30 de abril.

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