Errors in finite element analysis of backward erosion piping

管道 腐蚀 有限元法 离散化 流量(数学) 震级(天文学) 管道流量 岩土工程 渠化 机械 地质学 结构工程 工程类 数学 湍流 物理 数学分析 机械工程 古生物学 天文
作者
Bryant A. Robbins,Vera van Beek,J.C. Pol,D. V. Griffiths
出处
期刊:Geomechanics for Energy and the Environment [Elsevier]
卷期号:31: 100331-100331 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.gete.2022.100331
摘要

Backward erosion piping (BEP) is a type of internal erosion responsible for the failure of many dams and levees. BEP occurs when small, shallow erosion channels progress upstream through foundation sands beneath the structure. As analysis of BEP involves coupling two different sets of flow equations to describe the groundwater flow and erosion pipe flow, the solution contains a singularity in the gradient field at the juncture of the soil and pipe domains. In addition, the erosion process is highly localized, often occurring over length scales of 1 cm or less. While it is well known that singularities and localized phenomena cause high errors in numerical solutions, there has been no assessment of the magnitude of these errors in BEP numerical models. This study evaluates the magnitude of error in BEP finite element models through comparison of numerical results to measurements from a highly instrumented BEP experiment. The results indicate that discretization errors related to the pipe geometry can cause 50%–300% error in the solution near the pipe tip when the pipe is represented via linear, 1D elements. These errors are significant and must be considered for models that assess pipe progression based on the local solution near the pipe tip. Results also indicate that the pipe width must be modeled as twice the physical pipe width to accurately represent the pipe flow when assuming a rectangular cross sectional shape for the erosion pipe.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
3秒前
风和日丽发布了新的文献求助10
3秒前
乐乐应助高大的画板采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
谦让芷蝶完成签到,获得积分10
4秒前
黄瓜儿完成签到,获得积分10
4秒前
zxer发布了新的文献求助10
6秒前
听白发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
SciGPT应助重要的清采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
cc发布了新的文献求助10
8秒前
KIM完成签到,获得积分10
8秒前
Orange应助garyluo采纳,获得10
9秒前
10秒前
大个应助简单小土豆采纳,获得10
10秒前
阿克图尔斯·蒙斯克完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
白星辰完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
LIU发布了新的文献求助10
13秒前
森sen发布了新的文献求助30
13秒前
14秒前
polymer发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
LR123发布了新的文献求助10
15秒前
九月完成签到,获得积分20
15秒前
在水一方应助OOO采纳,获得10
15秒前
Gun完成签到,获得积分10
16秒前
懒惰扼杀激情完成签到 ,获得积分10
17秒前
王璇留下了新的社区评论
17秒前
kk发布了新的文献求助10
17秒前
科研通AI2S应助XY_zj采纳,获得10
18秒前
听白完成签到,获得积分10
19秒前
卢正萍完成签到 ,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Research for Social Workers 1000
Psychology and Work Today 800
Mastering New Drug Applications: A Step-by-Step Guide (Mastering the FDA Approval Process Book 1) 800
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5895852
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6707195
关于积分的说明 15732521
捐赠科研通 5018411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2702522
邀请新用户注册赠送积分活动 1649211
关于科研通互助平台的介绍 1598480