Comment on "Mechanical analog of temperature for the description of force distribution in static granular packings"

It has been proposed by Ngan [Phys. Rev. E 68, 011301 (2003)] that the granular contact force distribution may be analytically derived by minimizing the analog of a thermodynamic free energy, in this case consisting of the total potential energy stored in the compressed contacts minus a particular form of entropy weighted by a parameter. The parameter is identified as a mechanical temperature. I argue that the particular form of entropy cannot be correct and as a result the proposed method produces increasingly errant results for increasing grain rigidity. This trend is evidenced in Ngan's published results and in other numerical simulations and experiments.Comment: 4 pages, 1 figure, minor editorial correction

Statistics of the contact network in frictional and frictionless granular packings

Simulated granular packings with different particle friction coefficient mu are examined. The distribution of the particle-particle and particle-wall normal and tangential contact forces P(f) are computed and compared with existing experimental data. Here f equivalent to F/F-bar is the contact force F normalized by the average value F-bar. P(f) exhibits exponential-like decay at large forces, a plateau/peak near f = 1, with additional features at forces smaller than the average that depend on mu. Computations of the force-force spatial distribution function and the contact point radial distribution function indicate that correlations between forces are only weakly dependent on friction and decay rapidly beyond approximately three particle diameters. Distributions of the particle-particle contact angles show that the contact network is not isotropic and only weakly dependent on friction. High force-bearing structures, or force chains, do not play a dominant role in these three dimensional, unloaded packings.Comment: 11 pages, 13 figures, submitted to PR

Discrete element modelling of a rock cone crusher

The feasibility of the discrete element method to model the performance of a cone crusher comminution machine has been explored using the particle replacement method (PRM) to represent the size reduction of rocks experienced within a crusher chamber. In the application of the PRM method, the achievement of a critical octahedral shear stress induced in a particle was used to define the breakage criterion. The breakage criterion and the number and size of the post breakage progeny particles on the predicted failure of the parent particles were determined from the results of an analysis of the experimental data obtained from diametrical compression tests conducted on series of granite ballast particles. The effects of the closed size setting (CSS) and eccentric speed settings on the predicted product size distribution compare favourably with the available data in the literature

Caractérisation mécanique et microstructurale des joints brasés d'alliages aéronautiques avec du BNI-2 comme métal d'apport

Le présent projet a pour but d'établir une méthode robuste pour évaluer les propriétés mécaniques des joints brasés d'alliages aéronautiques en tension-cisaillement et d'en établir les mécanismes de mpture en fonction des caractéristiques physiques et les microstmctures des joints. Les principaux facteurs étudiés sont : la longueur de recouvrement, l'épaisseur du joint brasé (aussi appelée gap), l'épaisseur du métal de base, le ratio du recouvrement par rapport à l'épaisseur du métal de base et les microstructures des joints (avec et sans eutectiques). Leurs effets sur les propriétés mécaniques et les mécanismes de rupture ont été analysés et mis en évidence. Le brasage a été effectué selon la spécification AMS 2675 en utilisant l'alliage AWS BNi-2 comme métal d'apport et l'Inconel 625 comme métal de base. Les tests de traction ont été conduits conformément à la norme ASTM E08-4 et les résultats ont été exploités selon la norme AWS C3.2 et suivant certains modèles analytiques. Les résultats obtenus montrent que la présence d'eutectiques dans les joints brasés diminue considérablement leur résistance mécanique et leur ductilité. Pour des recouvrements typiques de production, voisins de 4 mm (0.150 pouce), les joints brasés sans eutectiques apparaissent nettement plus résistants que ceux avec eutectiques. L'on note une amélioration de l'ordre de 50% et 25% des joints avec des gaps respectivement large et petit. De plus, au delà d'un ratio de recouvrement par rapport à l'épaisseur de métal de base de 2, environ 90% des propriétés mécaniques du métal de base en tension pure sont atteintes. Pour tous les joints testés, il a été observé que l'amorce de fissures se produisait toujours à la surface des filets, très précisément dans la zone eutectique. La propagation quant à elle semble ne dépendre que du recouvrement et de la présence ou non d'eutectiques. La présence d'une zone eutectique continue semble faciliter la propagation des fissures dans le joint sans plasticité, tandis qu'à l'opposée, la phase y-nickel libre d'eutectiques semble ductile et non propice à la propagation de fissures, même pour des joints très courts. Ainsi, les joints sans eutectiques ont tendance à rompre dans le métal de base, en présentant un comportement ductile qui pourrait permettre une application structurelle. Une étude complémentaire a été réalisée à la fin de ce projet. Elle a permis de comparer les propriétés mécaniques des joints brasés à celles du métal de base usiné en recouvrement simple. Les résultats obtenus montrent que les joints brasés totalement dépourvus d'eutectiques ont des propriétés mécaniques similaires à celles du métal de base. L'absence totale d'eutectique augmente la résistance mécanique et la ductilité d'un joint brasé de respectivement 40% et 60% par rapport au métal de base

DEM of triaxial tests on crushable cemented sand

Using the discrete element method, triaxial simulations of cemented sand consisting of crushable particles are presented. The triaxial model used features a flexible membrane, allowing realistic deformation to occur, and cementation is modelled using inter-particle bonds. The effects of particle crushing are explored, as is the influence of cementation on the behaviour of the soil. An insight to the effects that cementation has on the degree of crushing is presented

On the dynamic effects of fiscal policy

Dans le sillage de la récession mondiale de 2008-09, plusieurs questions ont été soulevées dans la littérature économique sur les effets à court et à long terme de la politique budgétaire sur l’activité économique par rapport à son signe, sa taille et sa durée. Ceux-ci ont des implications importantes pour mieux comprendre les canaux de transmission et l’efficacité des politiques budgétaires, avec la politique monétaire étant poursuivi, ainsi que pour leurs retombées économiques. Cette thèse fait partie de ce regain d’intérêt de la littérature d’examiner comment les changements dans la politique budgétaire affectent l’activité économique. Elle repose alors sur trois essais: les effets macroéconomiques des chocs de dépenses publiques et des recettes fiscales, les résultats macroéconomiques de l’interaction entre les politiques budgétaire et monétaire et le lien entre la politique budgétaire et la répartition des revenus. Le premier chapitre examine les effets des chocs de politique budgétaire (chocs de dépenses publiques et chocs de recettes fiscales) sur l’économie canadienne au cours de la période 1970-2010, en s’appuyant sur la méthode d’identification des restrictions de signe développée par Mountford et Uhlig [2009]. En réponse à la récession mondiale, les autorités fiscales dans les économies avancées, dont le Canada ont généralement mis en oeuvre une approche en deux phases pour la politique budgétaire. Tout d’abord, ils ont introduit des plans de relance sans précédent pour relancer leurs économies. Par exemple, les mesures de relance au Canada, introduites à travers le Plan d’action économique du Canada, ont été projetées à 3.2 pour cent du PIB dans le budget fédéral de 2009 tandis que l’ "American Recovery and Reinvestment Act"(ARRA) a été estimé à 7 pour cent du PIB. Par la suite, ils ont mis en place des plans d’ajustement en vue de réduire la dette publique et en assurer la soutenabilité à long terme. Dans ce contexte, évaluer les effets multiplicateurs de la politique budgétaire est important en vue d’informer sur l'efficacité de telles mesures dans la relance ou non de l'activité économique. Les résultats montrent que les multiplicateurs d'impôt varient entre 0.2 et 0.5, tandis que les multiplicateurs de dépenses varient entre 0.2 et 1.1. Les multiplicateurs des dépenses ont tendance à être plus grand que les multiplicateurs des recettes fiscales au cours des deux dernières décennies. Comme implications de politique économique, ces résultats tendent à suggérer que les ajustements budgétaires par le biais de grandes réductions de dépenses publiques pourraient être plus dommageable pour l'économie que des ajustements budgétaires par la hausse des impôts. Le deuxième chapitre, co-écrit avec Constant Lonkeng Ngouana, estime les effets multiplicateurs des dépenses publiques aux Etats-Unis en fonction du cycle de la politique monétaire. Les chocs de dépenses publiques sont identifiés comme étant des erreurs de prévision du taux de croissance des dépenses publiques à partir des données d'Enquêtes des prévisionnistes professionnels et des informations contenues dans le "Greenbook". L'état de la politique monétaire est déduite à partir de la déviation du taux des fonds fédéraux du taux cible de la Réserve Fédérale, en faisant recours à une fonction lisse de transition. L'application de la méthode des «projections locales» aux données trimestrielles américaines au cours de la période 1965-2012 suggère que les effets multiplicateurs des dépenses fédérales sont sensiblement plus élevées quand la politique monétaire est accommodante que lorsqu'elle ne l'est pas. Les résultats suggèrent aussi que les dépenses fédérales peuvent stimuler ou non la consommation privée, dépendamment du degré d’accommodation de la politique monétaire. Ce dernier résultat réconcilie ainsi, sur la base d’un cadre unifié des résultats autrement contradictoires à première vue dans la littérature. Ces résultats ont d'importantes implications de politique économique. Ils suggèrent globalement que la politique budgétaire est plus efficace lorsqu'on en a le plus besoin (par exemple, lorsque le taux de chômage est élevé), si elle est soutenue par la politique monétaire. Ils ont également des implications pour la normalisation des conditions monétaires dans les pays avancés: la sortie des politiques monétaires non-conventionnelles conduirait à des multiplicateurs de dépenses fédérales beaucoup plus faibles qu'autrement, même si le niveau de chômage restait élevé. Ceci renforce la nécessité d'une calibration prudente du calendrier de sortie des politiques monétaires non-conventionnelles. Le troisième chapitre examine l'impact des mesures d'expansion et de contraction budgétaire sur la distribution des revenus dans un panel de 18 pays d'Amérique latine au cours de la période 1990-2010, avec un accent sur les deniers 40 pour cent. Il explore alors comment ces mesures fiscales ainsi que leur composition affectent la croissance des revenus des dernier 40 pour cent, la croissance de leur part de revenu ainsi que la croissance économique. Les mesures d'expansion et de contraction budgétaire sont identifiées par des périodes au cours desquels il existe une variation significative du déficit primaire corrigé des variations conjoncturelles en pourcentage du PIB. Les résultats montrent qu'en moyenne l'expansion budgétaire par la hausse des dépenses publiques est plus favorable à la croissance des revenus des moins bien-nantis que celle par la baisse des impôts. Ce résultat est principalement soutenu par la hausse des dépenses gouvernementales de consommation courante, les transferts et subventions. En outre ces mesures d’expansion budgétaire sont favorables à la réduction des inégalités car elles permettent d'améliorer la part des revenus des moins bien-nantis tout en réduisant la part des revenus des mieux-nantis de la distribution des revenus. En outre ces mesures d’expansion budgétaire sont favorables à la réduction des inégalités car elles permettent d'améliorer la part des revenus des moins bien-nantis tout en réduisant la part des revenus des mieux-nantis de la distribution des revenus. Cependant, l'expansion budgétaire pourrait soit n'avoir aucun effet sur la croissance économique ou entraver cette dernière à travers la hausse des dépenses en capital. Les résultats relatifs à la contraction budgétaire sont quelque peu mitigés. Parfois, les mesures de contraction budgétaire sont associées à une baisse de la croissance des revenus des moins bien nantis et à une hausse des inégalités, parfois l'impact de ces mesures est non significatif. Par ailleurs, aucune des mesures n’affecte de manière significative la croissance du PIB. Comme implications de politique économique, les pays avec une certaine marge de manœuvre budgétaire pourraient entamer ou continuer à mettre en œuvre des programmes de "filets de sauvetage"--par exemple les programmes de transfert monétaire conditionnel--permettant aux segments vulnérables de la population de faire face à des chocs négatifs et aussi d'améliorer leur conditions de vie. Avec un potentiel de stimuler l'emploi peu qualifié, une relance budgétaire sage par les dépenses publique courantes pourrait également jouer un rôle important pour la réduction des inégalités. Aussi, pour éviter que les dépenses en capital freinent la croissance économique, les projets d'investissements publics efficients devraient être prioritaires dans le processus d'élaboration des politiques. Ce qui passe par la mise en œuvre des projets d'investissement avec une productivité plus élevée capable de générer la croissance économique nécessaire pour réduire les inégalités.In the wake of the 2008-09 Global Recession, several issues have been raised in the economic literature about the short and long-run effects of fiscal policy on economic activity with respect to its signs, its size and its duration. These have important implications to better understand the transmission channels and the effectiveness of fiscal policies, along with the monetary policy being pursued, as well as for their economic fallouts. This dissertation is part of this renewed strand of literature to assess how changes in fiscal policy affect economic activity. It therefore relies on three essays: the macroeconomic effects of government spending and tax revenue shocks, the economic outcomes of the interaction between fiscal and monetary policies and the nexus between fiscal policy and income distribution. The first chapter examines the effects of fiscal policy shocks (government spending and tax revenue shocks) on the Canadian economy, building on the sign-restrictions-VAR approach developed by Mountford and Uhlig [2009]. In response to the Global Recession, fiscal authorities in advanced economies including Canada typically implemented a two-phase approach to fiscal policy. First, they introduced unprecedented stimulus packages to revive their economies. For instance, stimulus measures in Canada, introduced through Canada's Economic Action Plan, were projected at 3.2 percent of GDP in the 2009 federal budget while the American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) was estimated at 7 percent of GDP. Following the stimulus, they shifted gears, adopting adjustment plans to reduce public debt and ensure long-term fiscal sustainability. Against this backdrop, examining the size of fiscal multiplier is important to informing the effectiveness of such policy measures in reviving or not economic activity. I find that tax-cut multipliers vary between 0.2 and 0.5, while spending multipliers range between 0.2 and 1.1. Spending multipliers tend to be larger than tax-cut multipliers over the last two decades. For policy implications, these results tend to suggest that fiscal consolidations through large spending cuts could be more harmful to the economy than tax-based fiscal adjustments. The second chapter, co-written with Constant Lonkeng Ngouana, provides estimates of the US government spending multiplier over the monetary policy cycle. Government spending shocks are identified as forecast errors of the growth rate of government spending from the Survey of Professional Forecasters (SPF) and from the Greenbook record, further stripped from their predictable components. The state of monetary policy is inferred from the deviation of the Fed funds rate from the target rate, using a smooth transition function. Applying the local projections method to quarterly US data over the period 1965-2012, results show that the federal government spending multiplier is substantially higher under accommodative than non-accommodative monetary policy. The estimations also suggest that federal government spending may crowd-in or crowd-out private consumption, depending on the extent of monetary policy accommodation. The latter result reconciles---in a unified framework---apparently contradictory findings in the literature. These findings have important policy implications. They broadly suggest that fiscal policy is more effective when needed the most (e.g., at times of slack), if supported by monetary policy. They also have implications for the normalization of monetary conditions in advanced economies: the exit from UMP would lead to much lower federal government spending multipliers than otherwise, even if some amount of slack was to remain in the economy. This further highlights the need for a careful calibration of the timing of exit from unconventional monetary policy. The third chapter examines the impact of fiscal expansion and fiscal contraction measures on income distribution in a panel of 18 Latin American countries over the period 1990-2010, with a focus on the bottom 40 percent. It therefore explores how these fiscal measures and their composition have affected the income growth of the bottom 40 percent, their income share growth and economic growth. Fiscal expansions and fiscal consolidations are identified by periods for which there is a significant change in the cyclically-adjusted primary deficit as share of GDP. I find that on average, expenditures-based fiscal expansion are more likely to increase the income of the bottom 40 percent than revenues-based fiscal expansion. This result is mainly driven by government current consumption, transfers and subsidies. In addition, these fiscal expansion measures help to reduce income inequality by improving the income share of the bottom segments of the population while reducing the top income share. However, fiscal expansion could either have no effect on economic growth or prevent the latter through capital expenditures increases. Results for fiscal consolidation are somewhat mixed. Sometime, fiscal consolidation is associated with a decline of the income growth of the less well-off and rising inequality, sometime the impact is non-significant. None of the fiscal contraction measures affects significantly GDP growth. These findings have important policy implications. Countries with some fiscal space could initiate or continue to implement safety nets program--like conditional cash transfer programs--necessary to prevent the vulnerable segment of the population to adverse shocks and to improve their living standards. With a potential of stimulating low-skill employment, a wise fiscal stimulus through government current consumption increases could also play a significant role to reduce income inequality. Also, to avoid capital expenditures that hinder economic growth, efficient public investment projects should be prioritized in the policy making process. This consists of implementing investment projects with higher productivity that can enhance economic growth necessary to reduce inequality

DEM of triaxial tests on crushable sand

This paper presents simulations of high-pressure triaxial shear tests on a crushable sand. The discrete element method is used, featuring a large number of particles and avoiding the use of agglomerates. The triaxial model features a flexible membrane, therefore allowing realistic deformation, and a simple breakage mechanism is implemented using the octahedral shear stress induced in the particles. The simulations show that particle crushing is essential to replicate the realistic behaviour of sand (in particular the volumetric contraction) in high-pressure shear tests. The general effects of crushing during shear are explored, including its effects on critical states, and the influence of particle strength and confining pressure on the degree of crushing are discussed

Comprendre " Sous l'orage " de Seydou Badian / Françoise Tsoungui,...

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