Resumen - Fenómenos de sobrecalentamiento y fusión de una capa granular vibrada de partículas cúbicas

Fenómenos de sobrecalentamiento y fusión de una capa granular vibrada de partículas cúbicas

2025-07-09 22:04:05

{"Francisco López-González","Gustavo M. Rodríguez-Liñán","Fernando Donado","Felipe Pacheco Vázquez","Luis Fernando Elizondo-Aguilera"}

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Esta investigación investiga los fenómenos de supercalefación y fusión en una capa granular vibrada compuesta de partículas cúbicas. El estudio combina observaciones experimentales y simulaciones de dinámica molecular para analizar el comportamiento de estas partículas bajo diferentes intensidades de vibración. Los investigadores observaron que cuando la intensidad de vibración es inferior a un valor crítico (Γc), la configuración cristalina supercalefacta permanece estable indefinidamente. Sin embargo, cuando la intensidad de vibración supera Γc, el sistema transita progresivamente hacia un estado líquido granular en una escala de tiempo (τ) que depende de la intensidad de vibración. Las principales conclusiones del estudio son: 1. La presencia de contactos fricionales entre las partículas cúbicas extiende significativamente la vida útil del estado supercalefacto cristalino, pero no juega un papel principal en determinar las leyes de escala que describen la dependencia de la vida útil del cristal supercalefacto de la intensidad de vibración. 2. La transición del estado supercalefacto sólido al líquido en el sistema vibrado se captura bien por la ecuación de Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami, una rutina empleada para describir transformaciones de fase en sistemas térmicos. 3. Los investigadores observaron una notable expansión del dominio Γ donde se pueden obtener estados supercalefactos, lo que implica un desplazamiento de la intensidad de vibración crítica hacia un valor significativamente mayor (Γc ≈ 3.225). 4. Al acercarse a Γc desde arriba, encontraron un aumento notable de la vida útil (τc) de los estados supercalefactos. 5. El tiempo de fusión (τc) se encuentra que sigue una ley de potencia que se asemeja estrechamente a la encontrada en una monolayer hexagonal de esferas. 6. La cinética de fusión obtenida tanto en los experimentos como en las simulaciones se captura bien por el modelo de Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami. El estudio subraya el importante papel jugado por la disipación de energía en la resistencia del supercalefacto granular y sugiere que el comportamiento de la materia granular impulsada puede ser utilizado como un modelo adecuado para analizar las transformaciones de fase en la materia granular.