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堤防破坏的SPH建模,检测滑坡滑动面和电力塔损坏情况。 (英语) 兹比尔1525.76074

概要:3D SPH代码SPHERA(RSE SpA)模拟了沿海洪水条件下全尺寸填土堤防溃决的触发和决堤阶段。代码公式与颗粒流动力学理论KTGF一致,不需要调整输入。从应变率张量的二次不变量场中检测堤内主要滑坡滑动面LSS。与实验LSS位置的比较表明,就固定平面点的深度差而言,最大总误差为0.90m,就LSS距离而言,最大毛误差为0.41m(即开挖底部上方初始堤顶高度的22%和10%)。相互比较考虑了触发阶段的校准FEM结果。通过对球形Couette流的解析解和代码验证,定义并验证了LSS检测准则。评估了对虚拟电力塔的影响。github.com上提供了代码改进和教程。

理学硕士:

76米28 粒子法和晶格气体法
76T25型 颗粒流
86A05型 水文学、水文学、海洋学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿卜杜勒拉泽克,A。;木村一世。;Shimizu,Y.,使用SPH方法模拟通过不同类型障碍物的三维快速自由表面颗粒流,冰川学杂志,62,232,335-347(2016)·doi:10.1017/jog.2016.22
[2] Amicarelli,A。;玛瑙,G。;Guandalini,R.,具有体积和表面离散元素的三维全拉格朗日光滑粒子流体动力学模型,国际工程数值方法杂志,95419-450(2013)·Zbl 1353.76059号 ·doi:10.1002/nme.4514
[3] Amicarelli,A。;阿尔巴诺,R。;Mirauda,D。;玛瑙,G。;鞋底,A。;Guandalini,R.,《自由表面流、计算机和流体中三维固体运输的平滑粒子流体动力学模型》,116205-228(2015)·Zbl 1390.86013号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2015.04.018
[4] Amicarelli,A。;科卡,B。;西比拉,S。;Grabe,J.,《侵蚀溃坝洪水的三维光滑颗粒流体动力学模型》,国际计算流体动力学杂志,31,10,413-434(2017)·Zbl 07518041号 ·doi:10.1080/10618562.2017.1422731
[5] Amicarelli,A。;Manenti,S。;阿尔巴诺,R。;玛瑙,G。;Paggi,M。;Longoni,L。;Mirauda,D.,SPHERA v.9.0.0:基于平滑粒子流体动力学无网格方法的计算流体动力学研究代码,计算机物理通信,250,107157(2020)·Zbl 07678518号 ·doi:10.1016/j.cpc.2020.107157
[6] Amicarelli,A。;Manenti,S。;Paggi,M.,溃坝洪水的SPH模型,以及变电站的损坏评估,国际计算流体动力学杂志,35,1-2,3-21(2021)·Zbl 1498.76064号 ·doi:10.1080/10618562.2020.1811240
[7] 阿姆斯特朗,L.M。;顾S。;Luo,K.H.,《利用颗粒流动力学理论研究鼓泡流化床中的壁到床传热》,《国际传热传质杂志》,53,21-22,4949-4959(2010)·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.05.047
[8] Ataie-Ashtiani,B。;Shobeyri,G.,用不可压缩光滑颗粒流体动力学对滑坡冲击波进行数值模拟,流体数值方法国际期刊,56,209-232(2008)·Zbl 1353.76018号 ·doi:10.1002/fld.1526号文件
[9] 巴萨,M。;新泽西州昆兰。;Lastiwka,M.,粘性流体SPH公式的稳健性和准确性,国际流体数值方法杂志,60,10,1127-1148(2009)·Zbl 1419.76518号 ·文件编号:10.1002/fld.1927
[10] Blanc,T.,《利用2D SPH深度集成模型进行泥石流数值模拟》,山地风险工程研究所,硕士论文(2008),自然资源与应用生命科学大学
[11] Bui,H.H。;福川,R。;Sako,K。;Ohno,S.,《使用弹塑性土本构模型研究土工材料大变形和破坏流动的拉格朗日无网格颗粒法(SPH)》,《国际地质力学数值和分析方法杂志》,32,1537-1570(2008)·Zbl 1273.74563号 ·doi:10.1002/nag.688
[12] Colombo,P.和Colleselli,F.,1996年。岩土元素,1-500。
[13] 克雷斯波,A.J。;戈梅斯·盖斯特拉,M。;Dalrymple,R.A.,用SPH技术模拟湿床上的溃坝行为,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,134,6,313-320(2008)·doi:10.1061/(ASCE)0733-950X(2008)134:6(313)
[14] 崔,X。;Gray,J.,《绕圆柱的重力驱动颗粒自由表面流》,流体力学杂志,720,314-337(2013)·Zbl 1284.76387号 ·doi:10.1017/jfm.2013.42
[15] 崔,X。;Habashi,W.G。;Casseau,V.,三维多相光滑粒子流体动力学的MPI并行化,国际计算流体动力学杂志,34,7-8,610-621(2020)·Zbl 1482.76090号 ·doi:10.1080/10618562.2020.1785436
[16] A.迪摩纳哥。;Manenti,S。;加拉蒂,M。;Sibilla,S.,通过半分析方法对固体边界进行SPH建模,计算流体力学的工程应用,5,1,1-15(2011)·doi:10.1080/19942060.2011.11015348
[17] 杜比夫,Y。;Delcayre,F.,《湍流中的相干极点识别》,湍流杂志,1,X11-X22(2000)·Zbl 1082.76554号 ·doi:10.1088/1468-5248/1/1/011
[18] Enel Distribuzione公司。2015年,“Guida per le connessioni alla rete elettrica di Enel Distributuzione”
[19] Engauge数字化仪(Mitchell等人)。2021.于2021年8月2日访问。https://github.com/markumitchell/engauge-digitizer。
[20] 费兰德,M。;劳伦斯,D。;罗杰斯,B。;维奥洛,D。;Kassiotis,C.,无网格SPH方法中无粘层流或湍流的统一半分析壁边界条件,流体数值方法国际期刊,71,4,446-472(2013)·Zbl 1430.76303号 ·doi:10.1002/fld.3666
[21] Gleeson,T。;Paszkowski,D.,《水文尺度的感知:你所说的区域尺度是什么意思?》?,《水文科学杂志》,59,1,99-107(2014)·doi:10.1080/02626667.2013.797581
[22] Gomez-Gesteira,M。;罗杰斯,B.D。;Dallymple,R.A。;克雷斯波,A.J.C.,《自由表面流经典SPH技术现状》,《水力研究杂志》,第48期,第6-27页(2010年)·电话:10.3826/jhr.2010.0012
[23] H.Gotoh。;Khayyer,A.,《关于海岸和海洋工程中粒子方法的现状》,《海岸工程杂志》,60,1,79-103(2018)·doi:10.1080/21664250.2018.1436243
[24] 顾S。;郑,X。;任,L。;谢浩。;黄,Y。;魏杰。;Shao,S.,SWE-SPHysics《南门峡水库溃坝水流模拟》,Water,9,6(2017)·doi:10.3390/w9060387
[25] 饥饿,O。;Leroueil,S。;Picarelli,L.,《滑坡类型的Varnes分类》,更新,滑坡,11,2,167-194(2014)·doi:10.1007/s10346-013-0436-y
[26] Isik,D。;He,Z.,《绕圆柱的SPH粘性流:粘性公式和背景压力的影响》,国际计算流体动力学杂志,35,6,451-467(2021)·Zbl 1498.76067号 ·doi:10.1080/10618562.2021.1979523
[27] 维内托博物馆(Istituto Veneto)-丰多贫民窟(Fondo Ghetti)。1968
[28] Jeong,J。;Hussain,F.,《旋涡识别》,《流体力学杂志》,28569-94(1995)·Zbl 0847.76007号 ·doi:10.1017/S0022112095000462
[29] Jommi,C.、Sterpi,D.、de Gast,T.、Muraro,S.、Ponzoni,E.和van Hemert,H.,2021年。“软土地基上堤坝失效前和失效行为的耦合水力-力学分析:结果的公式化和综合”,2019年9月9日至11日在米兰理工大学举行的第15届国际大坝数值分析基准研讨会上;G.Bolzon等人(编辑),《大坝数值分析》,土木工程讲义,91:645-665,米兰。doi:。
[30] Khayyer,A。;Gotoh,H.,《基于颗粒的湿床溃坝模拟》,《水力研究杂志》,48,2,238-249(2010)·doi:10.1080/00221681003726361
[31] Knill,S.2006年。“关于1995年8月13日飞咀路滑坡的报告,GEO报告第188号。”中华人民共和国香港特别行政区政府土木工程与发展部岩土工程办公室。
[32] 科卡曼,S。;Evangelista,S。;古泽尔,H。;Dal,K。;Yilmaz,A。;Viccione,G.,干底和湿底封闭区域中溃坝波传播的实验和数值研究,应用科学(瑞士),11,12(2021)·doi:10.3390/app11125638
[33] Landau,L.和Lifshitz,E.,1959年。流体力学(理论物理课程第6卷),1-551。
[34] 勒图泽,D。;Colagrossi,A。;科利奇奥,G。;Greco,M.,《光滑粒子流体动力学应用于自由表面问题的关键研究》,国际流体数值方法杂志,73660-691(2013)·Zbl 1455.76148号 ·doi:10.1002/fld.3819
[35] Leuzzi,G。;Amicarelli,A。;蒙蒂,P。;Thomson,D.,三维拉格朗日微混合扩散模型LAGFLUM及其风洞实验验证,大气环境,54,117-126(2012)·doi:10.1016/j.atmosenv.2012.02.054
[36] 润滑油,G。;Huppert,H。;斯帕克斯,R。;Hallworth,M.,颗粒柱的轴对称坍塌,流体力学杂志,508175-199(1999)·Zbl 1065.76506号 ·doi:10.1017/S0022112004009036
[37] Manenti,S。;Amicarelli,A。;Palazzolo,N。;博多尼,M。;Creaco,E。;Meisina,C.,OltrepóPavese降雨诱发滑坡的断裂后动力学,Water,122555(2020)·doi:10.3390/w12092555
[38] Manenti,S。;Amicarelli,A。;Todeschini,S.,《用于模拟人工水库边坡滑坡危险的极限粘度WCSPH》,Water,10,41515(2018)·doi:10.3390/w10040515
[39] Manenti,S。;西比拉,S。;加拉蒂,M。;玛瑙,G。;Guandalini,R.,《快速水流诱发泥沙冲刷的SPH模拟》,水利工程期刊ASCE,138,3,272-284(2012)·doi:10.1061/(ASCE)HY1943-7900.0000516
[40] Marchegiani,E.2018年。“Elettrodotti aerei:attivitádi cantiere e misure di ripristino e mitigazione-Nota Tecnica.”Terna Rete Italia-Terna Group。
[41] Marchi,L。;博尔加,M。;Preciso,E。;Gaume,E.,《欧洲选定极端山洪的特征及其对洪水风险管理的影响》,《水文学杂志》,394,1-2118-133(2010)·doi:10.1016/j.jhydrol.2010.07.017
[42] Marongiu,J.-C。;Leboeuf,F。;Caro,J。;Parkinson,E.,《使用混合SPH-ALE方法模拟冲击式水轮机中的自由表面流动》,《水力研究杂志》,48,40-49(2010)·doi:10.1080/00221686.2010.9641244
[43] Monaghan,J.,光滑粒子流体动力学,物理学进展报告,681703-1759(2005)·doi:10.1088/0034-4885/68/8/R01
[44] O'Brien,J。;朱利安,P。;Bowles,D.S.,《犹他州滑坡、山洪暴发和泥石流危害的描述》,高浓度泥沙流的物理特性和力学,260-279(1985),洛根:犹他大学,洛根
[45] Paggi,M。;Amicarelli,A。;Lenarda,P.,《流体动力润滑的SPH建模:滑动轴承无滑移条件下的层流-结构相互作用》,计算粒子力学,8665-679(2021)·doi:10.1007/s40571-020-00362-1
[46] Pastor,M。;布兰科·T。;哈达德,B。;Petrone,S.公司。;桑切斯·莫尔斯,M。;Drempetic,V。;Issler,D.,SPH深度集成模型在滑坡径流分析中的应用,滑坡,11,5,793-812(2014)·doi:10.1007/s10346-014-0484-y
[47] Pastor,M。;哈达德,B。;索比诺,G。;科莫,S。;Drempetic,V.,《类流动滑坡和相关现象的深度集成耦合SPH模型》,《国际地质力学数值和分析方法杂志》,33,143-172(2009)·Zbl 1272.74464号 ·doi:10.1002/nag.705
[48] 佩拉尔塔,C。;Melatos,A。;Giacobello,M。;Ooi,A.,《超流体球形Couette流》,《流体力学杂志》,609221-274(2008)·Zbl 1204.76005号 ·doi:10.1017/S002211200800236X
[49] 鲍尔斯,J.2015。印第安纳州圣母大学中级流体力学课堂讲稿:圣母大学航空航天与机械工程系,2015年5月3日下午5:47更新。
[50] Price,D.,《平滑粒子流体动力学和磁流体动力学》,《计算物理杂志》,231,3759-794(2012)·Zbl 1402.76100号 ·doi:10.1016/j.jcp.2010.12.011
[51] 新泽西州昆兰。;Tong,M.,平滑粒子流体动力学的工业应用,国际计算流体动力学杂志,35,1-2,1-2(2021)·1480.00053兹罗提 ·数字对象标识代码:10.1080/10618562.2021.1946946
[52] Rzadkiewicz,S.A。;Mariotti,C。;Heinrich,P.,海底滑坡及其水力效应的数值模拟,《水道、港口、海岸和海洋工程杂志》,123,4,149-157(1997)·doi:10.1061/(asce)0733-950x(1997)123:4(149)
[53] 塞卡利,E。;比洛塔,G。;Hérault,A。;Zago,V.,SPH方法单精度实现的精度改进,国际计算流体动力学杂志,34,10,774-787(2020)·Zbl 1500.76065号 ·doi:10.1080/10618562.2020.1836357
[54] 沙德鲁,M.S。;奥格,G。;Le Touzé,D.,流体流动的平滑粒子流体动力学方法,走向工业应用:动机、现状和挑战,计算机和流体,136,11-34(2016)·Zbl 1390.76764号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2016.05.029
[55] 邵,S。;Lo,E.Y.M.,模拟自由表面牛顿流和非牛顿流的不可压缩SPH方法,水资源进展,26,7,787-800(2003)·doi:10.1016/S0309-1708(03)00030-7
[56] 球体(RSE SpA)。2021https://github.com/AndreaAmicarelilliRSE/SPHERA。
[57] Tai,Y。;Noelle,S。;格雷,J。;Hutter,K.,《颗粒雪崩的冲击捕获和前沿追踪方法》,计算物理杂志,175269-301(2002)·Zbl 1168.76356号 ·doi:10.1006/jcph.2001.6946
[58] Terzaghi,K.1950。《滑坡机制》,美国地质学会,工程地质学。“Berkey”83-123。
[59] 瓦康迪奥,R。;Dal Paló,A。;Mignosa,P.,用于快速洪水模拟、环境建模和软件的GPU增强型有限体积浅水解算器,57,60-75(2014)·doi:10.1016/j.envsoft.2014.02.003
[60] 瓦康迪奥,R。;罗杰斯,B.D。;Stansby,P.K。;Mignosa,P.,《用于实际洪水模拟的开放边界浅水流SPH建模》,《水利工程杂志》,138,6,530-541(2012)·doi:10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000543
[61] 维奥洛,D。;罗杰斯,B.D.,《自由表面流的平滑粒子流体动力学(SPH):过去、现在和未来》,《水力研究杂志》,54,1,1-26(2016)·doi:10.1080/00221686.2015.1119209
[62] Wan,H。;李,R。;Pu,X。;张,H。;Feng,J.,用改进的多相SPH模型对掺气水流中的空气夹带进行数值模拟,国际计算流体动力学杂志,31,10,435-449(2017)·doi:10.1080/10618562.2017.1420175
[63] 耶林,K。;齐藤,Y。;木村一世。;大冢,M。;Shimizu,Y.,雪崩消能工实用设计仿真模型的改进(2013)
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