Résumé - Phénomènes de surchauffe et de fusion d'une couche granulaire vibrée composée de particules cubiques

Phénomènes de surchauffe et de fusion d'une couche granulaire vibrée composée de particules cubiques

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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Cette recherche investigate les phénomènes de surchauffe et de fusion dans une couche granulaire vibrée composée de particules cubiques. L'étude combine des observations expérimentales et des simulations de dynamique moléculaire pour analyser le comportement de ces particules sous différentes intensités de secousses. Les chercheurs ont observé que lorsque l'intensité de secousses est inférieure à une valeur critique (Γc), l'array cristallin surchauffé reste stable indéfiniment. Cependant, lorsque l'intensité de secousses dépasse Γc, le système transitions progressivement vers un état de liquide granulaire sur une échelle de temps (τ) qui dépend de l'intensité de secousses. Les principaux résultats de l'étude sont les suivants : 1. La présence de contacts frottants entre les particules cubiques prolonge significativement la durée de vie de l'état surchauffé cristallin, mais ne joue pas un rôle principal dans la détermination des lois de dimensionnalité décrivant la dépendance de la durée de vie du cristal surchauffé par rapport à l'intensité de secousses. 2. La transition de l'état surchauffé solide à l'état liquide dans le système vibré est bien capturée par l'équation de Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami, une routine employée pour décrire les transformations de phase dans les systèmes thermiques. 3. Les chercheurs ont observé une expansion notable du domaine Γ où les états surchauffés peuvent être obtenus, ce qui implique un déplacement de la valeur critique de l'intensité de secousses vers une valeur beaucoup plus grande (Γc ≈ 3.225). 4. En approchant Γc depuis le dessus, ils ont trouvé une augmentation remarquable de la durée de vie (τc) des états surchauffés. 5. Le temps de fusion (τc) est found à suivre une loi de puissance qui ressemble étroitement à celle trouvée dans une monocouche hexagonale de sphères. 6. La cinétique de la fusion obtenue dans les expériences et les simulations est bien capturée par le modèle de Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami. L'étude met en lumière le rôle important joué par la dissipation d'énergie dans la persistance de la surchauffe granulaire et suggère que le comportement de la matière granulaire dérivée peut être utilisé comme modèle adéquat pour analyser les transformations de phase dans la matière granulaire.