Numerical modeling of geophysical granular flows: 2. Computer simulations of plinian clouds and pyroclastic flows and surges
Notice bibliographique
Résumé
Geophysical granular flows display complex nonlinear, nonuniform, and unsteady rheologies, depending on the volumetric grain concentration within the flow: kinetic, kinetic‐collisional, and frictional. To account for the whole spectrum of granular rheologies (and hence concentrations), we have used and further developed for geophysical‐atmospheric applications a multiphase computer model initially developed by U.S. Department of Energy laboratories: (Geophysical) Multiphase Flow with Interphase Exchange. As demonstrated in this manuscript, (G)MFIX can successfully simulate a large span of pyroclastic phenomena and related processes: plinian clouds, pyroclastic flows and surges, flow transformations, and depositional processes. Plinian cloud simulations agree well with the classical plume theory and historical eruptions in the upper altitude of the cloud (HT) versus mass flux diagram. At high mass flux (>107 kg/s), plinian clouds pulsate periodically with time because of the vertical propagations of acoustic‐gravity waves within the clouds. The lowest undercooled temperature anomalies measured within the upper part of the column can be as low as −18 K, which agrees well with El Chichón and Mt. St. Helens eruptions. Vertical and horizontal speed profiles within the plinian cloud compare well with those inferred from simple plume models and from umbrella experiments. Pyroclastic flow and surge simulations show that both end‐members are closely tight together; e.g., an initially diluted flow may generate a denser basal underflow, which will eventually outrun the expanded head of the flow. We further illustrate evidence of vertical and lateral flow transformation processes between diluted and concentrated flows, particularly laterally from a turbulent “maintained over time fluidized zone” near source. Our comprehensive granular rheological model and our simulations demonstrate that the main depositional process is mainly a progressive vertical aggradation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».