Coupled CFD–DEM modeling of surface erosion in granular soils: simulation of erosion function apparatus experiments
Notice bibliographique
Résumé
This study introduces a numerical modeling approach that couples the computational fluid dynamics (CFD) with the discrete element method (DEM) to simulate grain-scale soil erosion processes induced by water flows. In this modeling framework, CFD simulates fluid flows by solving the volume-averaged Navier–Stokes equations, and uses the k–ω turbulent model for turbulent flows. Simultaneously, DEM computes the displacement of solid particles by incorporating the fluid–particle interactions driven by fluid flows while adhering to Newton’s laws of motion. These interactions encompass drag force, buoyancy force, pressure-gradient force, and viscous force exerted by fluid flows and acting on the particles. The coupled CFD–DEM modeling adeptly replicates soil erosion processes, demonstrating good alignment with results obtained from laboratory erosion function apparatus tests. In particular, the DEM facilitates the estimation of shear stress acting on the soil surface based on fluid–particle interaction forces, which has been roughly approximated by empirical or semi-empirical models. This study underscores the capability of coupled CFD–DEM in providing valuable insights into the grain-scale behavior of soil particles subjected to fluid flows, with the potential for extension to address soil erosion and fines migration.
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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 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».