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Titelaufnahme

Titel
Numerical simulation of debris flows with the 2D-SPH depth integrated model / submitted by Thomas Blanc
VerfasserBlanc, Thomas
Betreuer / BetreuerinHübl, Johannes
Erschienen2008
UmfangXIII, 70, XXIX Bl. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2008
Anmerkung
Zsfassung in franz. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Murgangereignisse Numerische Simulation 2D - SPH Modell Eichung von Modellen Abschätzung der Erosionsleistung
Schlagwörter (EN)Debris flow Numerical simulation 2D - SPH depht integrated model Model calibration Erosion processes
Schlagwörter (GND)Mure / Smoothed Particle Hydrodynamics
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-14039 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
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Numerical simulation of debris flows with the 2D-SPH depth integrated model [4.06 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Analyse von Murgangereignissen ist ein wichtiger Schritt zur Risikobeurteilung, Abschätzung von Gefahrzonen sowie zur Planung von Schutzmaßnahmen. Die numerische Modellierung ist eine effiziente und häufig angewandte Methode bei der Gefahrenanalyse. In der vorliegenden Studie wird das SPH (Smooth Particle Hydrodynamics) Modell in einer Adaption von Pastor (2005) verwendet. Das SPH Modell ist ein zweidimensionales, numerisches Lösungsverfahren zur Berechnung von Auslauflängen, mittlerer Fließgeschwindigkeit, mittleren Abflusstiefen und Ablagerungsflächen von Murgängen. Die mathematische Basis bilden die tiefengemittelten Geschwindigkeits-Druck Gleichungen nach Biot-Zienkiewicz. Für die Beschreibung des Fließverhaltens kann aus verschiedenen rheologische Modellen gewählt werden, wobei in dieser Studie das bekannte Reibungsmodell nach Mohr-Coulomb sowie das Voellmy Modell verwendet wurde. Da es keine verlässliche Datenbasis zur Bestimmung der nötigen Input-Parameter gibt, wurden diese für drei gut dokumentierte Murgangereignisse rückgerechnet und damit das SPH Modell evaluiert. In einem weiteren Schritt wurden die Gleichungen nach Egashira (1993) und Hungr (1995) zur Abschätzung der Erosionsleistung eines Murgangs verglichen. Es zeigte sich, dass mit der Gleichung nach Egashira die beobachteten Murgänge besser nachgebildet werden können als mit der Gleichung nach Hungr.

Zusammenfassung (Englisch)

Debris flow analysis is important to assess the risk and to delimitate vulnerable areas where mitigation measures are required. Numerical model is the most accurate and efficient tool for debris flow analysis. The SPH depth integrated model is one of the available models. It has been created by Pastor in 2005. The SPH depth integrated model is a 2D model able to predict runout distance, flow velocity, deposition pattern and final volume of debris flows. It is based on a mathematical model, on rheological models and on a numerical model. The basis of the mathematical model is a coupled depth integrated model coming from a velocity-pressure version of Biot-Zienkiewicz equations. The rheological models correspond to constitutive equations. In this work, the frictional and the Voellmy model has been used to simulate debris flows. The numerical model used is the SPH (Smooth Particles Hydrodynamics) methods. The SPH depth integrated model has been validated using analytical and back analysis. Actually not valuable database for input parameters are available. In this study, three case studies have demonstrated that the SPH depth integrated model is useful for debris flow risk analysis. A work on erosion law has been proposed in order to improve the model. After this thesis, the model gives to the user the opportunity to choose between the Egashira (1993) and the Hungr (1995) erosion law to model erosion processes. The study has shown that the Egashira erosion law is more efficient to predict some characteristics of debris flows, as flow velocity and deposition pattern.