Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Local particle refinement in terramechanical simulations
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. BAE Systems Hägglunds AB, Örnsköldsvik, Sweden. (Digital Physics)ORCID-id: 0009-0008-5944-1640
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. Algoryx Simulation AB, Umeå, Sweden. (Digital Physics)ORCID-id: 0000-0002-0787-4988
2025 (Engelska)Ingår i: Journal of terramechanics, ISSN 0022-4898, E-ISSN 1879-1204, Vol. 120, artikel-id 101083Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The discrete element method (DEM) is a powerful tool for simulating granular soils, but its high computational demand often results in extended simulation times. While the effect of particle size has been extensively studied, the potential benefits of spatially scaling particle sizes are less explored. We systematically investigate a local particle refinement method’s impact on reducing computational effort while maintaining accuracy. We first conduct triaxial tests to verify that bulk mechanical properties are preserved under local particle refinement. Then, we perform pressure-sinkage and shear-displacement tests, comparing our method to control simulations with homogeneous particle size. We evaluate 36 different DEM beds with varying aggressiveness in particle refinement. Our results show that this approach, depending on refinement aggressiveness, can significantly reduce particle count by 2.3 to 25 times and simulation times by 3.1 to 43 times, with normalized errors ranging from 3.5% to 11.6% compared to high-resolution reference simulations. The approach maintains a high resolution at the soil surface, where interaction is high, while allowing larger particles below the surface. The results demonstrate that substantial computational savings can be achieved without significantly compromising simulation accuracy. This method can enhance the efficiency of DEM simulations in terramechanics applications.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2025. Vol. 120, artikel-id 101083
Nyckelord [en]
Discrete element method, Granular materials, Particle scaling, Local particle refinement, Pressure-sinkage, Shear-displacement
Nationell ämneskategori
Strömningsmekanik Statistik, fysik och komplexa system
Forskningsämne
fysik; geofysik, med inriktning mot fasta jordens fysik; materiefysik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-242905DOI: 10.1016/j.jterra.2025.101083Scopus ID: 2-s2.0-105012744379OAI: oai:DiVA.org:umu-242905DiVA, id: diva2:1988012
Forskningsfinansiär
Mistra - Stiftelsen för miljöstrategisk forskning, DIA 2017/14 #6Tillgänglig från: 2025-08-09 Skapad: 2025-08-09 Senast uppdaterad: 2025-08-15Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(7818 kB)87 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 7818 kBChecksumma SHA-512
36bcb3c9a0b46b783a4185d9f0cfd129228dc476179a201bf03758bacbd6d8d8339f47dba7a254315e8d5ed43a42c8600813232497413e91e04ad183ea55ea14
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Pogulis, MarkusServin, Martin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Pogulis, MarkusServin, Martin
Av organisationen
Institutionen för fysik
I samma tidskrift
Journal of terramechanics
StrömningsmekanikStatistik, fysik och komplexa system

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 88 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 206 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf