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Microscopic numerical model of fluid flow in granular material / Shimizu, Y. in Géotechnique, Vol. 61 N° 10 (Octobre 2010) 

Public ISBD [article]  in Géotechnique > Vol. 61 N° 10 (Octobre 2010) . - pp. 887-896 Titre : Microscopic numerical model of fluid flow in granular material Type de document : texte imprimé Auteurs : Shimizu, Y., Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 887-896 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Pore  pressures  Numerical  modelling  Groundwater  Liquefaction Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : A microscopic numerical model of fluid flow through granular materials using the discrete-element method is developed to take account of the effect of particle movement. The scheme solves for fluid pressure in void spaces surrounded by the particle elements used in the discrete-element method to consider the compressibility of fluid during particle movement and diffusion, that is flow across void spaces in a one-dimensional form of Darcy's law. The calculated fluid pressure is applied to particles involved in the void space as a body force proportional to the occupied area in the space. This microscopic two-way coupling method enables the analysis of the microscopic mechanical characteristics of granular materials associated with fluid, as many problems in geotechnics involve such interactions between particles and a pore fluid. The approach can be applied in situations with undrained dynamic loading inducing excess pore water pressure and subsequent liquefaction. The paper first describes the formulation and the numerical scheme, then two-dimensional simulations are conducted to validate the scheme. DEWEY : 624.15 ISSN : 0016-8505 En ligne : http://www.icevirtuallibrary.com/content/article/10.1680/geot.8.p.102 [article] Microscopic numerical model of fluid flow in granular material [texte imprimé] / Shimizu, Y., Auteur . - 2011 . - pp. 887-896. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Géotechnique > Vol. 61 N° 10 (Octobre 2010) . - pp. 887-896 Mots-clés : Pore  pressures  Numerical  modelling  Groundwater  Liquefaction Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : A microscopic numerical model of fluid flow through granular materials using the discrete-element method is developed to take account of the effect of particle movement. The scheme solves for fluid pressure in void spaces surrounded by the particle elements used in the discrete-element method to consider the compressibility of fluid during particle movement and diffusion, that is flow across void spaces in a one-dimensional form of Darcy's law. The calculated fluid pressure is applied to particles involved in the void space as a body force proportional to the occupied area in the space. This microscopic two-way coupling method enables the analysis of the microscopic mechanical characteristics of granular materials associated with fluid, as many problems in geotechnics involve such interactions between particles and a pore fluid. The approach can be applied in situations with undrained dynamic loading inducing excess pore water pressure and subsequent liquefaction. The paper first describes the formulation and the numerical scheme, then two-dimensional simulations are conducted to validate the scheme. DEWEY : 624.15 ISSN : 0016-8505 En ligne : http://www.icevirtuallibrary.com/content/article/10.1680/geot.8.p.102

Vegetation effects on the morphological behavior of alluvial channels / Jang, C. L. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°6 (2007)

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°6 (2007) . - 763-772 p. Titre : Vegetation effects on the morphological behavior of alluvial channels Titre original : Effets de la végétation sur le comportement morphologique des chenaux alluviaux Type de document : texte imprimé Auteurs : Jang, C. L., Auteur ; Shimizu, Y., Auteur Article en page(s) : 763-772 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Riparian  vegetation  Numerical  model  Braided  river  Bank  erosion  Végétation  ripicole  Modèle  numérique  Fleuve  tressé  Érosion  de  banque Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : This study examined the morphological behavior of a channel with vegetation by means of both laboratory experiments and a numerical simulation. Two sets of laboratory experiments were carried out to elucidate the influence of riparian vegetation on braided rivers with erodible banks. One was for a braided river without vegetation from an initially straight channel and the other was for a river with vegetation, where the density of alfalfa was controlled to form vegetated channels. A numerical simulation was also conducted to investigate the effects of vegetation on the channel morphology considering bank erosion, and the results were compared with those of the laboratory experiments. The experimental results showed that the water depth increased and the width decreased with vegetation. The mainstream was also developed to a high meandering channel and then bifurcated to two channels due to vegetation downstream. This was due mainly to a change of flow direction by the blockade of secondary channels near the vegetated zones and backwater effects near the vegetated banks. As the vegetation density increased, the correlation coefficient of cross-sectional data increased in both the numerical and experimental results, and good agreement between the numerical and experimental results was obtained. This indicates that the channel mobility decreased with increasing vegetation density. The numerical model generated the features of the bed topography obtained in experimental channels. Cette étude a examiné le comportement morphologique d'un canal avec la végétation au moyen des expériences de laboratoire et d'une simulation numérique. Deux ensembles d'expériences de laboratoire ont été effectués pour élucider l'influence de la végétation ripicole sur les fleuves tressés avec les banques erodible. On était pour un fleuve tressé sans végétation d'un canal premier droit et l'autre était pour un fleuve avec la végétation, où la densité de la luzerne a été commandée pour former les canaux vegetated. Une simulation numérique a été également conduite pour étudier les effets de la végétation sur la morphologie de canal considérant l'érosion de banque, et les résultats ont été comparés à ceux des expériences de laboratoire. Les résultats expérimentaux ont prouvé que la profondeur d'eau a augmenté et la largeur diminuée avec la végétation. Le courant principal a été également développé à un canal de méandre élevé et en aval alors bifurqué à deux canaux dus à la végétation. C'était dû principalement d'un changement de sens d'écoulement par le blocus des canaux secondaires près des zones et des effets vegetated de mare près des banques vegetated. À mesure que la densité de végétation augmentait, le coefficient de corrélation de données en coupe accrues dans les résultats numériques et expérimentaux, et la bonne concordance entre les résultats numériques et expérimentaux ont été obtenus. Ceci indique que la mobilité de canal a diminué avec l'augmentation de la densité de végétation. Le modèle numérique a produit des dispositifs de la topographie de lit obtenue dans des canaux expérimentaux. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Chenaux [article] Vegetation effects on the morphological behavior of alluvial channels = Effets de la végétation sur le comportement morphologique des chenaux alluviaux [texte imprimé] / Jang, C. L., Auteur ; Shimizu, Y., Auteur . - 763-772 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°6 (2007) . - 763-772 p. Mots-clés : Riparian  vegetation  Numerical  model  Braided  river  Bank  erosion  Végétation  ripicole  Modèle  numérique  Fleuve  tressé  Érosion  de  banque Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : This study examined the morphological behavior of a channel with vegetation by means of both laboratory experiments and a numerical simulation. Two sets of laboratory experiments were carried out to elucidate the influence of riparian vegetation on braided rivers with erodible banks. One was for a braided river without vegetation from an initially straight channel and the other was for a river with vegetation, where the density of alfalfa was controlled to form vegetated channels. A numerical simulation was also conducted to investigate the effects of vegetation on the channel morphology considering bank erosion, and the results were compared with those of the laboratory experiments. The experimental results showed that the water depth increased and the width decreased with vegetation. The mainstream was also developed to a high meandering channel and then bifurcated to two channels due to vegetation downstream. This was due mainly to a change of flow direction by the blockade of secondary channels near the vegetated zones and backwater effects near the vegetated banks. As the vegetation density increased, the correlation coefficient of cross-sectional data increased in both the numerical and experimental results, and good agreement between the numerical and experimental results was obtained. This indicates that the channel mobility decreased with increasing vegetation density. The numerical model generated the features of the bed topography obtained in experimental channels. Cette étude a examiné le comportement morphologique d'un canal avec la végétation au moyen des expériences de laboratoire et d'une simulation numérique. Deux ensembles d'expériences de laboratoire ont été effectués pour élucider l'influence de la végétation ripicole sur les fleuves tressés avec les banques erodible. On était pour un fleuve tressé sans végétation d'un canal premier droit et l'autre était pour un fleuve avec la végétation, où la densité de la luzerne a été commandée pour former les canaux vegetated. Une simulation numérique a été également conduite pour étudier les effets de la végétation sur la morphologie de canal considérant l'érosion de banque, et les résultats ont été comparés à ceux des expériences de laboratoire. Les résultats expérimentaux ont prouvé que la profondeur d'eau a augmenté et la largeur diminuée avec la végétation. Le courant principal a été également développé à un canal de méandre élevé et en aval alors bifurqué à deux canaux dus à la végétation. C'était dû principalement d'un changement de sens d'écoulement par le blocus des canaux secondaires près des zones et des effets vegetated de mare près des banques vegetated. À mesure que la densité de végétation augmentait, le coefficient de corrélation de données en coupe accrues dans les résultats numériques et expérimentaux, et la bonne concordance entre les résultats numériques et expérimentaux ont été obtenus. Ceci indique que la mobilité de canal a diminué avec l'augmentation de la densité de végétation. Le modèle numérique a produit des dispositifs de la topographie de lit obtenue dans des canaux expérimentaux. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Chenaux