Quantitative predictions of the µ(I) rheology in 2D and 3D granular column collapse: scaling laws and quasi-static vs. inertial regimes

Rudy Valette (1) , Stéphanie Riber (1) , Romain Castellani (1) , Elie Hachem (1)

1 CEMEF - Centre de Mise en Forme des Matériaux

We introduce an accurate numerical method for the computation of 2D and 3D granular collapse under gravity flows using the μ(I) rheology. We show that this rheology can capture the two experimentally observed types of spreading and the corresponding scaling laws, and we provide an accurate sensitivity analysis to rheological constants. Finally, we underline the role of an additional length scale on the spreading dynamics.

Ce travail concerne la résolution numérique du problème d’effondrement 2D et 3D de colonne granulaire à l’aide du modèle μ(I). Nous montrons que ce modèle est capable de reproduire les deux régimes d’étalement observés expérimentalement, et nous présentons une étude de sensibilité aux paramètres du modèle. Finalement, nous mettons en évidence le rôle d’une échelle de longueur supplémentaire sur l’étalement, confirmé par analyse dimensionnelle.

Mots clés: milieux granulaires; mu(I) rhéologie; effondrement; calcul

Domaines: Matériaux

Rudy Valette, Stéphanie Riber, Romain Castellani, Elie Hachem. Quantitative predictions of the µ(I) rheology in 2D and 3D granular column collapse: scaling laws and quasi-static vs. inertial regimes. 23ème Congrès Français de Mécanique [CFM2017], Association Française de Mécanique (AFM), Aug 2017, Lille, France. 6 p. ⟨hal-01632643⟩