Published August 13, 2015
| Version v1
Publication
Open
DebrisInterMixing-2.3: a Finite Volume solver for three dimensional debris flow simulations based on a single calibration parameter – Part 2: Model validation
Creators
- 1. Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research
- 2. ETH Zurich
- 3. Helmholtz Centre Potsdam - GFZ German Research Centre for Geosciences
- 4. Universitat Politècnica de Catalunya
Description
Abstract. Here we present the validation of the fluid dynamic solver presented in part one of this work (von Boetticher et al., 2015), simulating laboratory-scale and large-scale debris-flow experiments. The material properties of the experiments, including water content, sand content, clay content and its mineral composition, and gravel content and its friction angle, were known. We show that given these measured properties, a single free model parameter is sufficient for calibration, and a range of experiments with different material compositions can be reproduced by the model without recalibration. The model validation focuses on different case studies illustrating the sensitivity of debris flows to water and clay content, channel curvature, channel roughness and the angle of repose of the gravel. We characterize the accuracy of the model using experimental observations of flow head positions, front velocities, run-out patterns and basal pressures.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. نقدم هنا التحقق من صحة آلة حل ديناميكية السوائل المقدمة في الجزء الأول من هذا العمل (فون بويتشر وآخرون، 2015)، محاكاة التجارب على نطاق المختبر وتدفق الحطام على نطاق واسع. كانت الخصائص المادية للتجارب معروفة، بما في ذلك محتوى الماء ومحتوى الرمل ومحتوى الطين وتكوينه المعدني ومحتوى الحصى وزاوية الاحتكاك. نوضح أنه بالنظر إلى هذه الخصائص المقاسة، فإن معلمة نموذج حرة واحدة كافية للمعايرة، ويمكن إعادة إنتاج مجموعة من التجارب بتركيبات مواد مختلفة بواسطة النموذج دون إعادة المعايرة. يركز التحقق من صحة النموذج على دراسات الحالة المختلفة التي توضح حساسية تدفقات الحطام لمحتوى الماء والطين، وانحناء القناة، وخشونة القناة وزاوية استقرار الحصى. نحن نميز دقة النموذج باستخدام الملاحظات التجريبية لمواضع رأس التدفق والسرعات الأمامية وأنماط الجريان السطحي والضغوط القاعدية.Translated Description (French)
Résumé. Nous présentons ici la validation du solveur dynamique des fluides présenté dans la première partie de ce travail (von Boetticher et al., 2015), simulant des expériences d'écoulement de débris en laboratoire et à grande échelle. Les propriétés matérielles des expériences, y compris la teneur en eau, la teneur en sable, la teneur en argile et sa composition minérale, ainsi que la teneur en gravier et son angle de frottement, étaient connues. Nous montrons que compte tenu de ces propriétés mesurées, un seul paramètre de modèle libre est suffisant pour l'étalonnage, et une gamme d'expériences avec différentes compositions de matériaux peut être reproduite par le modèle sans recalibrage. La validation du modèle se concentre sur différentes études de cas illustrant la sensibilité des écoulements de débris à la teneur en eau et en argile, à la courbure du canal, à la rugosité du canal et à l'angle de repos du gravier. Nous caractérisons la précision du modèle à l'aide d'observations expérimentales des positions de la tête d'écoulement, des vitesses avant, des modèles de ruissellement et des pressions basales.Translated Description (Spanish)
Resumen. Aquí presentamos la validación del solucionador dinámico de fluidos presentado en la primera parte de este trabajo (von Boetticher et al., 2015), simulando experimentos de flujo de escombros a escala de laboratorio y a gran escala. Se conocían las propiedades materiales de los experimentos, incluido el contenido de agua, el contenido de arena, el contenido de arcilla y su composición mineral, y el contenido de grava y su ángulo de fricción. Mostramos que dadas estas propiedades medidas, un solo parámetro del modelo libre es suficiente para la calibración, y el modelo puede reproducir una gama de experimentos con diferentes composiciones de materiales sin recalibración. La validación del modelo se centra en diferentes estudios de casos que ilustran la sensibilidad de los flujos de escombros al contenido de agua y arcilla, la curvatura del canal, la rugosidad del canal y el ángulo de reposo de la grava. Caracterizamos la precisión del modelo utilizando observaciones experimentales de las posiciones de los cabezales de flujo, las velocidades frontales, los patrones de agotamiento y las presiones basales.Files
2015%20gmdd%20vonBoetticher.pdf.pdf
Files
(7.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7d750059250cc5ca994844d343f63f5c
|
7.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- DebrisInterMixing-2.3: آلة حل ذات حجم محدود لمحاكاة تدفق الحطام ثلاثي الأبعاد بناءً على معلمة معايرة واحدة – الجزء 2: التحقق من صحة النموذج
- Translated title (French)
- DebrisInterMixing-2.3 : un solveur à volume fini pour les simulations d'écoulement de débris en trois dimensions basées sur un seul paramètre d'étalonnage – Partie 2 : Validation du modèle
- Translated title (Spanish)
- DebrisInterMixing-2.3: un solucionador de volumen finito para simulaciones tridimensionales de flujo de desechos basadas en un solo parámetro de calibración – Parte 2: Validación del modelo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2516367207
- DOI
- 10.5194/gmdd-8-6379-2015
References
- https://openalex.org/W1941134882
- https://openalex.org/W1973137306
- https://openalex.org/W2029275604
- https://openalex.org/W2051896092
- https://openalex.org/W2054508776
- https://openalex.org/W2055268878
- https://openalex.org/W2062689773
- https://openalex.org/W2105918836
- https://openalex.org/W2146441620
- https://openalex.org/W2154354775
- https://openalex.org/W2159789095
- https://openalex.org/W3098356943
- https://openalex.org/W4230266439