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J. Phys. France 51, 369-373 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:01990005105036900

Scaling behaviour in size segregation ("Brazil Nuts")

Pierre Devillard

HLRZ c/o Forschungszentrum Jülich, Postfach 1913, D-5170 Jülich 1, F.R.G.


Abstract
Using a previously introduced Monte Carlo method, due to Rosato, Prinz, Strandburg and Swendsen, we carry out in two dimensions numerical studies of size segregation, a phenomenon which occurs when a granular medium made of particles of different sizes is shaken. We propose a new scaling law relating the segregation velocity υ to the amplitude of shaking A and to the ratio R of the diameters of the small disks to the large disks. ForA larger than a critical amplitude Ac, a scaling law holds: υ ~ (R2 - 1)α f ((A -Ac) (R2-1)z) where α and z are exponents.


Résumé
En utilisant une méthode de Monte Carlo due à Rosato, Prinz, Strandburg et Swendsen, nous avons effectué des simulations numériques en deux dimensions de la ségrégation par taille, phenomène qui se manifeste lorsqu'un matériau granulaire constitué de particules de tailles différentes est soumis à des mouvements vibratoires. Nous proposons une loi d'échelle reliant la vitesse de ségrégation v à l'amplitude A de la vibration et au rapport R du diamètre des grands disques sur celui des petits disques. Lorsque A est plus grande qu'une amplitude critique Ac , une loi d'échelle est valable: υ ~ (R2-1) α f ((A -Ac) (R2-1) z) où α et z sont des exposants.

PACS
0540 - Fluctuation phenomena, random processes, noise, and Brownian motion.

Key words
Monte Carlo methods -- segregation