Sistemas granulares - 2016

Este curso introduce a la física de Sistemas granulares teniendo en cuenta los avances recientes en el área y considerando ademas conceptos y herramientas utilizadas en diversas aplicaciones geofísicas e industriales.
Pre-requisitos: Mecánica - en lo posible algún curso de medios continuos.
Horario
  • Horario: Jueves, bloques 3-4-5
  • Modalidad: El desarrollo de la clase es teórica, en donde ocasionalmente se realizaran experimentos y simulaciones demostrativas.
  • La evaluación será a partir de presentaciones orales a partir de la lectura de artículos en donde se profundizara los temas trabajados.
Bibliografia sugerida
  • The physics of blown sand and desert dunes - R.A. Bagnold
  • Sand, Powders and Grains – Jacques Duran
  • Les milieux granulaires: entre fluides et solides – Andreotti, Forterre, Pouliquen.
  • Granular, Solids, Liquid and Gases, H. M. Jaegger, S. R. Nagel & R.P. Behringer, RMP 68, 4 (1996).
  • Granular matter: a tentative view, P. G. de Gennes, RMP 71,2 (1999).
  • Patterns and collective behavior in granular media: Theoretical concepts, I.S. Aranson & L.S. Tsimring, RMP 78, 641 (2006).
Programa
  • Introducción: Definición y ejemplos de medios granulares - ¿Fluido o sólido?, particularidades de los medios granulares.
  • Interacción a la escala del grano: Fuerzas de contacto (modelo de Hertz) - Otras interacciones.
  • Sólidos granular, estática, elasticidad, plasticidad: Apilamiento (fracción de volumen, compactación) - Cadenas de esfuerzo - modelo de Mohr-Coulomb - criterios de ruptura- dilatación de Reynolds.
  • Fluido y gases granulares: Reología (ley constitutivas) - Aplicaciones.
  • Medios granulares sumergidos: Ecuaciones bifásicas - rol del fluido en la compactación y dilatación.
  • Erosion y transporte sedimentario: Formación de dunas - transporte eólico - Suspension turbulenta.
Evaluación
  • Las evaluaciones consisten en presentaciones orales (18 + 5 min) en donde se profundizarán algunos de los temas vistos en clases.
  • Guía de ejercicios
Primera parte (50%)
  • Del por qué de la oscilaciones en un reloj de arena - Cristian Villalobos
  • Jamming - Nicolás Avendaño
  • Fricción y rugosidad (stick-sip) - Jaime Suazo
  • Simulaciones en Dinámica Molecular - Germán Varas
  • Avalanchas (2D-3D y efectos de humedad) - Gladys Jara
  • Compactación (estado del arte) - Katherine Gonzalez
  • Esfera vibrada verticalmente - Hector Ramos
Segunda parte (50%)
  • Fluidos granulares - Cristian Villalobos
  • Gases granulares - Jaime Suazo
  • Transporte sedimentarios y dunas - Gladys Jara
  • Tema por confirmar - Hector Ramos