Numerical analysis and prediction of the effect of debris initial configurations on their dispersion during extreme-hydrodynamic events
Notice bibliographique
Résumé
Tsunamis and other extreme hydrodynamic events have the potential to transport large debris that, along with the flow, are capable of causing severe damage to coastal structures and infrastructures. Therefore, modelling such processes is essential when assessing the multiple hazards associated to this type of events. In harbour areas, transport inland of shipping containers and subsequent impacts are relevant examples of waterborne debris hazards. The present work addresses two gaps in the scientific research of this problem using numerical methods; the understanding of the effect of containers initial layouts and that of the flow impact angle on the transport and diffusion. To fill these gaps a numerical study was carried out using idealised flow conditions. To this end a Smoothed Particles Hydrodynamics solver (DualSPHysics), coupled with a Discrete Element Method model (Project CHRONO), was used and initially validated with experiments published in the literature. Subsequently, four layouts commonly used in shipping containers yards were simulated, including incident flow depth and impact angle variability, resulting in 76 total simulations. The results were analysed in terms of normalised standard deviation and normalised range differences with respect to the initial values of both parameters. These parameters were related to the flow impact angle, water depth to containers height ratio D h R , and normalised displacement of the container clusters centroids. Standard deviation and range are shown to reach, for almost all results, a quasi-steady state by the end of the simulations. It is shown that the standard deviation and range are more sensitive to the impact angle for D h R ≤ 1 . 7 . In this case, the configurations with flow impacting orthogonally to one of the containers axes show larger values of the two parameters than for intermediate angles. For larger values, D h R drives the standard deviation and range, independently from the impact angle. D h R is shown to be a physical parameter that well describes the relative importance of dispersion and advection of containers transported in extreme hydrodynamic events. Finally, existing relationships, that assume an infinite growth of the range, are shown to overestimate numerical results at the stage in which dispersion does not grow further. Two new regression formulae are numerically derived to predict the dispersion parameters at this stage. They include the effects of the cluster layout, impact angle α and D h R making them a valid alternative to existing relationships. • The effects of layout, flow depth and impact angle on containers dispersion are analysed. • 76 container configurations were simulated with a SPH solver, coupled with a DEM-P solver. • Water Depth to debris height Ratio (DhR) is a relevant parameter to predict debris dispersion. • The influence of impact angle and layout on dispersion is larger for smaller DhR values. • We propose new formulae to predict debris lateral range and standard deviation.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 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 ».