Kinetics model of compaction for granular materials

Authors: Gerasymov O.I., Spivak A.Ya.

Year: 2010

Issue: 10

Pages: 226-231


Methods of statistical physics (especially Landau-Ginsburg theory) has been applied for the description of densification of the systems which consist on the hard spheres governed by the Carnakhan-Starling equation of states. In case of one-dimensional systems a rigorous solution of L-G model have been obtained. We study the influence of the initial conditions on character of relaxation of the relevant order parameter in the vicinity of quasistationary states. Obtained results are compared with a relevant physical experiments.

Tags: compaction; dynamic dissipative systems; dynamic phase transition; granular material


  1. Jaeger H.M., Nagel S.R., Behringer R.P. The physics of granular materials. //Rev.Mod.Phys.-1996.-Vol.68.- P.1259-1272.
  2. Duran J. Sands, powders and grains.-New York: Springer-Verlag, 2000.-200 p.
  3. Kadanoff L. Built upon sand: theoretical ideas inspired by granular flows. //Rev.Mod.Phys.-1999.-Vol.71.-P.435-447.
  4. De Gennes P.G. Granular matter: a tentative view. //Rev.Mod.Phys.-1999.-Vol.71,S.- P.374-385.
  5. Gerasimov O.I., Schram P.P.-J.M., Kitahara K. The kinetics of granular segregation. //Ukr.Journ.Phys.-2003.-Vol.48, №8.-P. 885-896.
  6. Vandewalle N., Lumay G., Gerasymov O., and Ludewig F. The influence of grain shape, friction and cohesion on granular compaction dynamics. //Eur. Phys. J. E – 2007.- Vol.22, 241-248.
  7. Gerasymov O.I., Khudyntsev N.N., Klymenkov O.A., Spivak A.Ya. The kinetics of processes occurring in granular materials in the field of vibroaccelerations. //Ukr.Journ.Phys. -2005.-Vol.50, №6. -P.624-632.
  8. Герасимов О.І., Клименков О.А., Співак А.Я., Худинцев М.М. Кінетика гранульованих матеріалів у полі віброприскорювань. //Вісник ОДЕКУ.-2006.-№3.- С.247-252.
  9. Герасимов О.І., Співак А.Я. Кінетична дисперсійна модель середнього поля для ущільнення гранульованих матеріалів. //Вісник ОДЕКУ.-2010.-№9.-С.190-197.
  10. Gerasymov O.I. Structure and dynamics of granular materials perturbed by external fields. //Ukr.Journ.Phys.-2010.-Vol.55, №5.-P.560-567.
  11. Герасимов О.І. Структура та динаміка гранульованих матеріалів. //Доповіді НАН України.-2010. (прийнято до друку)
  12. Герасимов О.І., Вандевалле Н., Співак А.Я., Худинцев М.М., Люмє Г., Дорболло С., Клименков О.А. Стаціонарні стани у 1D системі непружних частинок //Укр.фіз.журн. -2008.- Т.53, № 11. – С.1129-1137.
  13. Patashinski A.Z., Pokrovsky V.L. Fluctuational theory of phase transitions.-Moscow: Nauka, 1982.
  14. Lifshitz E.M., Pitaevskii L.P. Fizicheskaya Kinetika (Physical Kinetics).-Moscow: Nauka, 1979; Translated into English (Oxford: Pergamon Press), 1981.
  15. Юхновский И.Р., Головко М.Ф. Статистическая теорія классических равновесных систем.-Киев: Наук. Думка, 1980.-372с.; Крокстон К. Физик
Download full text (PDF)