Abstract

TRUJILLO-VELA, Mario Germán; ESCOBAR-VARGAS, Jorge Alberto  and  RAMOS-CANON, Alfonso Mariano. Método penalizado de multidominios espectrales para la simulación numérica de avalanchas granulares. Earth Sci. Res. J. [online]. 2019, vol.23, n.4, pp.317-329.  Epub Apr 20, 2020. ISSN 1794-6190.  https://doi.org/10.15446/esrj.v23n4.77683.

Este trabajo presenta la simulación numérica de una avalancha granular a escala experimental basada en elementos de alto orden, con el fin de evaluar el potencial de estas técnicas espectrales para resolver las leyes de conservación en geofísica. La discretización espacial de estas ecuaciones se desarrolló a través del métodos penalizado de multidominios espectrales (SMPM). Los términos temporales se discretizaron utilizando un método Runge-Kutta de preservación de estabilidad fuerte. La estabilidad del esquema numérico se garantiza con el uso de un filtro espectral y un coeficiente de presión lateral de tierras constante o regularizado. El caso de prueba es una avalancha granular que se genera en un canal rectangular de pequeña escala con gradiente topográfico. Se realizó una prueba de independencia de malla para aclarar el orden del error en la conservación de la masa producida por los tratamientos previamente mencionados. Las predicciones numéricas se comparan con las mediciones experimentales realizadas por Denlinger & Iverson (2001). Además, se analizaron las condiciones de contorno, y los parámetros como el coeficiente de presión lateral de tierras y el factor de corrección de momentum para observar su incidencia al resolver las ecuaciones del flujo granular. Este trabajo identifica las bondades y debilidades del SMPM para resolver este conjunto de ecuaciones y es posible concluir que el SMPM proporciona una solución adecuada de las ecuaciones propuestas por Iverson & Denlinger (2001). Además, las predicciones son comparables a los datos experimentales y resultados numéricos dados por otros esquemas.

Keywords : Avalancha granular; simulación numérica; método penalizado de multidominios espectrales; análisis de parámetros.

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