Check-list de Propriedades e Casos Avançados

Tópico 08 · Check-list de propriedades 1/1

Check-list de propriedades e casos avançados

Para pós ou grãos grossos, secos e de fluxo livre (soja, brita, esferas de vidro em escala macroscópica), a matriz fundamental de parâmetros exigida por softwares como o LIGGGHTS já está coberta pelos tópicos anteriores. Restam um esclarecimento conceitual e parâmetros avançados que só entram quando o material foge das condições ideais.

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Esclarecimento — atrito dinâmico × atrito de rolamento: na modelagem DEM baseada em Hertz-Mindlin, o "atrito dinâmico" (cinético de deslizamento contínuo) raramente é um parâmetro de entrada separado. O modelo exige o coeficiente de atrito estático (μs), que limita a força para a partícula começar a deslizar, e o coeficiente de atrito de rolamento (μr), que aplica o torque resistente ao giro. Na matriz de interações, o termo correto é "atrito de rolamento".

O que costuma faltar

Além da tríade mecânica (densidade, Poisson, Young) e do cisalhamento derivado, é preciso incluir a morfologia/geometria — forma e escala: diâmetro equivalente (d_eq), esfericidade (Φ) ou parâmetros superquádricos (a, b, c, n₁, n₂). São propriedades individuais, dependentes do processo de formação da partícula, e a primeira informação exigida para alocar as partículas no domínio.

Conclusão

Para problemas granulares secos em escala industrial e agrícola, o conjunto de propriedades está completo. As adições a seguir (coesão/adesão e amortecimento tangencial direto) só são necessárias em reologia de pós finos ou materiais úmidos.

Energia de adesão/coesão (densidade de energia superficial, J/m²): em areia seca ou soja, ao cessar o contato as partículas se separam. Em pós ultrafinos (mícrons) ou solos argilosos úmidos, surgem forças de adesão (van der Waals, pontes capilares). O Hertz-Mindlin puro não basta; ativa-se um modelo coesivo (JKR — Johnson-Kendall-Roberts), que adiciona a energia necessária para descolar a partícula.
Amortecimento tangencial (ζt): a restituição (e_p) cuida da perda na direção normal. Modelos mais completos permitem definir também um amortecimento na direção tangencial, ditando a energia convertida em calor no início do escorregamento.
Propriedades fluido-dinâmicas (CFD-DEM): havendo fluido no meio (ar em secador, água arrastando sedimentos), a partícula precisa de interações com o fluido — a equação exige o coeficiente de arraste, função da viscosidade (μ), da densidade do fluido (ρ_f) e da velocidade relativa fluido-partícula.

Prof. Cláudio Roberto Duarte — UFU · DEM & LIGGGHTS Fonte: dem_detalhamento.php — Tópico 8