RESEARCH PAPER
Numerical reconstruction of a mineral soil microstructure
 
More details
Hide details
1
Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
Publication date: 2021-03-08
 
Acta Agroph. 2002, (72), 39–47
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The granular medium structure is mainly determined by its grain size distribution and the porosity or another words by space distribution of medium particles. The possibilities of computer packing simulation method for the reconstruction of granular structure has been examined. The idea of the algorithm for a tight particle packing in 3D is described. Five virtual polidyspersive aggregates of different grain size distributions composed of up to 30,000 particles have been created. It was proved that their sizes are representative for the appropriate soil - like materials (sand and loamy sand). For all examined cases the ca1culated volume porosity of virtual structures agree well with the experimental data (relative difference <5%). Such virtual structure can be useful for the determination of physical properties of different granular materials (mineral soils, wheat and rape grains etc).
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Numeryczna rekonstrukcja mikrostruktury gleby mineralnej
granularny ośrodek wirtualny, symulacja, skład granulometryczny
Podstawowymi wyznacznikami struktury ośrodka ziarnistego są: skład granulometryczny i porowatość. Innymi słowy struktura jest określona przez przestrzenny rozkład tworzących go cząstek. Rozkład ten można wyznaczyć poprzez 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. Wyliczono porowatości otrzymanych ośrodków wirtualnych i porównano je z wartościami doświadczalnymi. Stwierdzono że różnica względna między porowatością układów rzeczywistych i wirtualnych w żadnym przypadku nie byłą większa jak 5%, co było potwierdzeniem możliwości wykorzystania tej metody do badań realnych ośrodków granularnych w tym gleb mineralnych.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125