Badania struktury gleby za po mocą komputerowej symulacji upakowania cząstek

granularny ośrodek wirtualny, symulacja, skład granulometryczny

Struktura ośrodka granularnego na poziomie mikroskopowym określona jest przez jego skład granulometryczny i porowatość. Innymi słowy jest ona określona przez przestrzenny rozkład tworzących go cząstek. Rozkład ten można wyznaczyć przez komputerową symulację upakowania zbioru cząstek kulistych o składzie granulometrycznym badanej gleby, czyli stworzenie ośrodka wirtualnego. Przedstawiono opis takiego algorytmu oraz warunki jakie muszą być spełnione, aby ośrodek wirtualny odzwierciedlał najistotniejsze cechy gleby mineralnej. Wykonano symulacje upakowania dla 5 różnych składów granulometrycznych odpowiadających glebom piaszczystym i pylasto-piaszczystym. Określono porowatości otrzymanych ośrodków wirtualnych i porównano je z wartościami doświadczalnymi. Stwierdzono, że błąd względny porowatości w żadnym przypadku nie przekraczał 5%, co było potwierdzeniem możliwości wykorzystania tej metody do badań realnych układów granularnych w tym gleb mineralnych.