какая наука занимается изучением сыпучих тел?

физика ёптыть

понятно что физика
хорошо, какой радел физики

ну есть же гидродинамика и так далее

ты сыплешся ? Срочно к врачу

не, мне рано еще

Последние новости науки
Динамика сыпучих материалов - новое слово в физике.

Сыпучие (или гранулированные) материалы, вроде песка или сахара, окружают человека повсюду - и в повседневной жизни, и в природе (геологические и тектонические процессы). Они широко применяются в технологии. Поэтому удивительно, что их свойства и поведение ученые начали всерьез изучать только недавно. Возможно, что долгое время физики-теоретики не обращали внимания на динамику сыпучих веществ, считая их неким "приземленным" материалом, неинтересным с точки зрения теории. И как оказывается в последнее время, совершенно напрасно.

ГРАНУЛИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ: НЕОБЫЧНЫЕ ТВЕРДЫЕ ТЕЛА.

Сыпучие материалы имеют некоторые свойства как твердых тел, так и жидкостей и газов, а в некоторых условиях ведут себя совершенно особым образом.

Необычные свойства сыпучих материалов как твердых тел проявляются уже в состоянии покоя. Если на достаточно толстый слой материала (песка на пляже) положить груз, то он, конечно, вызовет напряжения и дополнительное давление в толще песка. Однако, как показали эксперименты нескольких групп, проведенные в 1995 году, величина этих напряжений очень быстро уменьшается с глубиной - по экспоненциальному закону. Кроме того, экспериментаторы четко видели, что области наибольших напряжений имеют ветвистую структуру. Другими словами, вес груза удерживается не всей площадью, а редкими узкими "столбами" напряжений.

Другое похожее явление было отмечено еще 100 лет назад Янссеном: давление столба песка в высокой вертикальной трубе сначала растет с глубиной, а начиная с некоторого значения перестает от нее зависеть - все лишнее давление передается на стенки сосуда. На самом деле, именно благодаря этому явлению скорость хода песочных часов практически не зависит от того, сколько песка еще осталось.

ГРАНУЛИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ: НЕОБЫЧНЫЕ ЖИДКОСТИ.

Гранулированные вещества ведут себя при определенных условиях и как жидкости. Всем известно, что если угол наклона песчаной горы станет достаточно крутым - образуется лавина, песок начинает стекать. То, что скорость течения зависит от угла наклона - неудивительно, это справедливо и для жидкости. Однако, было большим удивлением обнаружить, что течет всего лишь тонкий слой песка, толщиной 3-4 диаметра песчинки. На больших глубинах никакого движения не происходит вообще.

Если сосуд с песком начать мелко трясти, то тем самым можно заставить песчинки двигаться, сталкиваться. Движение всего песка начинает походить при этом на движение жидкости. Такие эксперименты проводил еще Фарадей в 1831 году. Им были отмечены необычные локальные образования, иногда достаточно стабильные, которые появлялись на поверхности гранулированных материалов. Эти образования были изучены только в последние годы. Были обнаружены локализованные колебания - осциллоны - единичные всплески толщиной в 10-30 диаметров песчинок. Будучи необычайно стабильными, они не только не диссипируют и не разрушаются, а могут даже мигрировать вдоль поверхности, взаимодействуя друг с другом, образуя своего рода связанные состояния и даже кристаллы!

Кроме таких хитрых поверхностных явлений, много занимательного происходит и в самой толще гранулированного материала, а именно - конвекция. В цилиндическом сосуде она происходит вполне определенным образом: в центре сосуда идет поток вверх, а по краям, вдоль стенок, в тонком слое - вниз. Интересно, что при такой конвекции уже не важна масса частиц в смеси разнородных гранулированных материалов, важен только размер частиц. Именно благодаря этому частицы гораздо большего размера всплывают на поверхность и больше не опускаются: они просто не могут последовать за тонким конвективным потоком вдоль стенок. Надо отметить, что характер конвективного движения сильно зависит от формы сосуда - в коническом сосуде, к примеру, конвективное движение будет как раз противоположным.

Другое необычное явление в смеси разнородных гранулированных материалов - это саморазделение на фракции (сегрегация) при наличии температурного градиента в системе. Оказалось, что более крупные частицы стремятся собираться в самых холодных районах, максимально далеких от источника тепла. Если же поместить в такие условия смесь одинаковых по размеру, но разных по массе частиц, то в зависимости от конкретного положения источника тепла две фракции либо полностью разделяются, либо однородно перемешиваются. И то, и другое - очень важные процессы в промышленности. Безусловно, в скором времени то, что сейчас является передним краем науки, будет массово использоваться в индустрии.

В последнее время обнаружилось много общего между поведением вибрирующей массы гранулированного материала и суспензиями - взвесями мелких твердых частиц в жидкости. Хотя на уровне отдельных частиц эти две системы ведут себя совершенно по-разному, их поведение в целом оказалось похожим. В частности, наблюдались такие же осциллоны с очень похожим поведением. Возможно, это говорит о том, что нелинейная динамика, т.е. характер математических законов, управляющих движением обоих систем, одинаков.

ГРАНУЛИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ: НЕОБЫЧНЫЕ ГАЗЫ.

Наконец, при отсутствии силы тяжесли (что можно достичь, например, изучением двумерных горизонтальных образцов на гладкой подложке), гранулярные материалы ведут себя подобно газу. Однако, в отличие от атомных столкновений, соударения песчинок неупруги, поэтому без внешнего источника энергии движение такого газа прекратится. Это приводит к еще одному неожиданному явлению - так называемому "неупругому коллапсу". В таком "песчаном газе" происходит приблизительно следующее: если при каждом соударении теряется малая доля энергии, то весь газ остывает практически равномерно и остается почти однородным. Если же столкновения становятся сильно неупругими - то образуются "кластеры", области абсолютно застывших частиц, не двигающихся друг относительно друга. Интересно, что эти кластеры выглядят как тонкие длинные нити, вдоль которых и собираются все песчинки после большого числа столкновений. Не исключено, что это поведение имеет связь с крупномасштабной структурой нашей Вселенной (астрономические данные говорят о том, что основная доля скоплений галактик в наблюдаемой части Вселенной сконцентрирована как бы на поверхности огромных "пузырей", а вовсе не рассеяна в пространстве равномерно). Наконец, при большой концентрации песчинок эти кластеры могут образовывать упорядоченные структуры, наподобие кристалла. Так что здесь мы видим нечто похожее на самый настоящий фазовый переход.

Самое забавное в этом деле - это то, что теоретики пока бессильны описать все открытые явления. Даже динамика таких простых объектов, как гранулированные материалы, становится очень сложной, когда речь идет о большом числе частиц. И хотя эксперименты (и может быть, открытия!) с гранулированными веществами могут делать и школьники, теоретики пока что пытаются обсчитывать одномерные модели, да и то с переменным успехом. Так что здесь еще предстоит большая работа для того, чтобы понять (и научиться использовать!) все процессы, происходящие с обыкновенным песком.

И какие тела считать за сыпучие? песок или гречку?

ну нихрена себе

Проктология. А что, уже пошел песок?

мы в институте механику грунтов изучали. коэффициенты сыпучести всякие применяли при проектировании фундаментов, траншей, откосов. сейчас эти знания очень полезны при накладывании еды в тарелку со шведского стола или салат-бара.

)))))
Рассекретил замысел ТС. Он видимо не знал к какому врачу идти, вот и сумничал что бы никто не догадался)))

мех. грунтов, материаловедение может.

а почему мокрый асфальт скользкий, а мокрый песок и даже гравий плохо сыпятся

там уже коэффициент поверхностного натяжения работает. это больше на химическую физику похоже, молекулярный уровень уже. капилляры, неровное зеркало воды в стакане, капельки на стекле, смачиваемость - из той же оперы.

так вот почему гречка подорожала. Эт жэ теперь на рашен силикон сити дотумкали чо она уникальная,будут опыты проводить

а если есть куча шариков диаметром 5мм, и решето с дырками 6 мм
сколько можно насыпать туда, чтоб перестало просыпаться в дырки?

это тебе процессы и аппараты книжка нужна. Главу завтра погляжу какую надо.

а почему эта?

У тебя интересная форма наркотического опьянения, оч редкая

Орешек знаний твёрд, но всё же
мы не привыкли отступать!
Нам расколоть его поможет
киножурнал «Хочу всё знать!» (С)

ИМХО можно насыпать миллион и они все просыпаться в дырки если по одному шарику сыпать, а если сразу кучкой то может и тысячи шариков хватить, тут важны скорость насыпания, равномерность/неравномерность распределения по поверхности

интересно нна

сомневаюсь, что тут есть один точный ответ...

попробуй теорией вероятности удобная наука, вроде ответ дает, а к точности не придраться

а мне казалось, что этим ведает всё же бакалея.
Гастрономия - это несколько иной раздел..