Browsing by Author "Villarroel Cortés, Carlos Javier"

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    Amorphous materials under stresses: understanding critical behavior
    (2022) Villarroel Cortés, Carlos Javier; Düring, Gustavo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Física
    Gran parte de los materiales que utilizamos a diario no se comportan como un sólido elástico o un fluido newtoniano cuando se les aplica deformación. Dentro de la extensa lista de estos materiales que presentan características no lineales en cantidades macroscópicas, podemos encontrar muchos alimentos que consumimos o incluso la piel humana. Comprender estos comportamientos particulares actualmente representa un desafóo importante con aplicaciones en la industria y la medicina. Para responder algunas de las preguntas que estos materiales particulares presentan hoy en día, en esta tesis, utilizando simulaciones numéricas de alto nivel, estudiamos dos fenómenos no lineales críticos, el fenómeno de “Yielding” y el fenómeno de “Strain-Stiffening”. En particular, la transición de “Yielding” se observa en materiales donde, dependiendo de la tensión aplicada, es posible pasar de un estado mecánicamente estable a uno que fluye como un líquido. En este contexto, mediante simulaciones de partículas blandas, se realiza el cálculo de los exponentes críticos que gobiernan el régimen fluido para dos escenarios de esfuerzos aplicados, y se estudia cómo las estadísticas de avalanchas pueden caracterizar el flujo. Finalmente, para el fenómeno “Strain-Stiffening”, se propone un nuevo modelo de redes semi-flexibles capaces de replicar este comportamiento, donde un sistema blando se transforma en uno rígido mediante la aplicación de una deformación. A su vez, este modelo es capaz de explicar y predecir de buena manera los exponentes críticos que gobiernan la transición.
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    Avalanche properties at the yielding transition: from externally deformed glasses to active systems
    (Royal Society of Chemistry, 2024) Villarroel Cortés, Carlos Javier; Düring, Gustavo
    We investigated the yielding phenomenon in the quasistatic limit using numerical simulations of soft particles. Two different deformation scenarios, simple shear (passive) and self-random force (active), and two interaction potentials were used. Our approach reveals that the exponents describing the avalanche distribution are universal within the margin of error, showing consistency between the passive and active systems. This indicates that any differences observed in the flow curves may have resulted from a dynamic effect on the avalanche propagation mechanism. The evolution time required to reach a steady state differs significantly between active and passive scenarios under similar conditions. However, we demonstrated that plastic avalanches under athermal quasistatic simulation dynamics display a similar scaling relationship between avalanche size and relaxation time, which cannot explain the different flow curves.