Transitional granular flows : an experimental approach

"The granular column collapse is a benchmark model to study granular flows over transitional flow regimes using a two-dimensional setup. This research explores the mobility and collapse dynamics of granular columns as a function of the column aspect ratio a = H0/L0, with H0 and L0 as the initia...

Full description

Autores:
Pinzón Forero, Gustavo Adolfo
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad de los Andes
Repositorio:
Séneca: repositorio Uniandes
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/43728
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/1992/43728
Palabra clave:
Materiales granulados - Investigaciones
Materiales granulados - Propiedades mecánicas - Investigaciones
Resistencia de materiales - Investigaciones
Columnas - Investigaciones - Pruebas
Ingeniería
Rights
openAccess
License
https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
id UNIANDES2_d975c79eeb89dc2f586cede4455ed518
oai_identifier_str oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/43728
network_acronym_str UNIANDES2
network_name_str Séneca: repositorio Uniandes
repository_id_str
dc.title.es_CO.fl_str_mv Transitional granular flows : an experimental approach
title Transitional granular flows : an experimental approach
spellingShingle Transitional granular flows : an experimental approach
Materiales granulados - Investigaciones
Materiales granulados - Propiedades mecánicas - Investigaciones
Resistencia de materiales - Investigaciones
Columnas - Investigaciones - Pruebas
Ingeniería
title_short Transitional granular flows : an experimental approach
title_full Transitional granular flows : an experimental approach
title_fullStr Transitional granular flows : an experimental approach
title_full_unstemmed Transitional granular flows : an experimental approach
title_sort Transitional granular flows : an experimental approach
dc.creator.fl_str_mv Pinzón Forero, Gustavo Adolfo
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv Cabrera Cabrera, Miguel Ángel
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Pinzón Forero, Gustavo Adolfo
dc.contributor.jury.none.fl_str_mv Estrada Mejía, Nicolás
Prada Sarmiento, Luis Felipe
dc.subject.armarc.es_CO.fl_str_mv Materiales granulados - Investigaciones
Materiales granulados - Propiedades mecánicas - Investigaciones
Resistencia de materiales - Investigaciones
Columnas - Investigaciones - Pruebas
topic Materiales granulados - Investigaciones
Materiales granulados - Propiedades mecánicas - Investigaciones
Resistencia de materiales - Investigaciones
Columnas - Investigaciones - Pruebas
Ingeniería
dc.subject.themes.none.fl_str_mv Ingeniería
description "The granular column collapse is a benchmark model to study granular flows over transitional flow regimes using a two-dimensional setup. This research explores the mobility and collapse dynamics of granular columns as a function of the column aspect ratio a = H0/L0, with H0 and L0 as the initial column height and with, respectively. Making use of the simplicity of the experimental setup, several scenarios are evaluated: i) Dry collapse, ii) Submerged collapse, iii) Partially-submerged collapse and, iv) partially-saturated collapse. The results show that the column mobility is controlled by its aspect ratio (a), presenting a clear agreement with previous studies. The final deposit shape is also affected by the initial geometry of the column, marking a transition between trapezoidal deposits for short columns and triangular deposits for tall columns. Additionally, two characteristic times mark the boundaries of the different stages present during the collapse. Focusing on the particle-fluid interaction of the submerged scenario, convective cells are found inside the system, generating a recirculating flow within the column during the collapse. In the partially-submerged scenario, the collapse is observed to generate different types of waves: right-moving waves (seaward) and left-moving waves (landward). The amplitude in seaward waves is found to decrease with the water level, while the landward waves are noticed only in a small range of water levels. Finally, the partially-saturated scenario is evaluated as a final review on the setup capabilities. The presence of water meniscus is observed to decrease the mobility of the column, due to the additional shear strength of the capillary forces."--Tomado del Formato de Documento de Grado.
publishDate 2019
dc.date.issued.es_CO.fl_str_mv 2019
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2020-09-03T14:14:51Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2020-09-03T14:14:51Z
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Maestría
dc.type.coarversion.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TM
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1992/43728
dc.identifier.pdf.none.fl_str_mv u830295.pdf
dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv instname:Universidad de los Andes
dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv reponame:Repositorio Institucional Séneca
dc.identifier.repourl.spa.fl_str_mv repourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/
url http://hdl.handle.net/1992/43728
identifier_str_mv u830295.pdf
instname:Universidad de los Andes
reponame:Repositorio Institucional Séneca
repourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/
dc.language.iso.es_CO.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.uri.*.fl_str_mv https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.extent.es_CO.fl_str_mv 43 hojas
dc.format.mimetype.es_CO.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.es_CO.fl_str_mv Uniandes
dc.publisher.program.es_CO.fl_str_mv Maestría en Ingeniería Civil
dc.publisher.faculty.es_CO.fl_str_mv Facultad de Ingeniería
dc.publisher.department.es_CO.fl_str_mv Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
dc.source.es_CO.fl_str_mv instname:Universidad de los Andes
reponame:Repositorio Institucional Séneca
instname_str Universidad de los Andes
institution Universidad de los Andes
reponame_str Repositorio Institucional Séneca
collection Repositorio Institucional Séneca
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ba4d1902-7fe3-49bc-a584-2fb73413ad92/download
https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/85a4c057-e196-4c73-95e1-c04bbb163a42/download
https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1b0e19a4-52a2-4036-8ca8-08afab5c5057/download
bitstream.checksum.fl_str_mv bb8aa6070db90ff80c1f0d9d55c7e1c3
d705169f45d8720498370ba5a4492613
5d4c9a89ccf72c72c5f0c475cf34b933
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio institucional Séneca
repository.mail.fl_str_mv adminrepositorio@uniandes.edu.co
_version_ 1812133909449670656
spelling Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Cabrera Cabrera, Miguel Ángelvirtual::7034-1Pinzón Forero, Gustavo Adolfo84669277-00ff-439b-8fb7-ec2bb118b939500Estrada Mejía, NicolásPrada Sarmiento, Luis Felipe2020-09-03T14:14:51Z2020-09-03T14:14:51Z2019http://hdl.handle.net/1992/43728u830295.pdfinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional Sénecarepourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/"The granular column collapse is a benchmark model to study granular flows over transitional flow regimes using a two-dimensional setup. This research explores the mobility and collapse dynamics of granular columns as a function of the column aspect ratio a = H0/L0, with H0 and L0 as the initial column height and with, respectively. Making use of the simplicity of the experimental setup, several scenarios are evaluated: i) Dry collapse, ii) Submerged collapse, iii) Partially-submerged collapse and, iv) partially-saturated collapse. The results show that the column mobility is controlled by its aspect ratio (a), presenting a clear agreement with previous studies. The final deposit shape is also affected by the initial geometry of the column, marking a transition between trapezoidal deposits for short columns and triangular deposits for tall columns. Additionally, two characteristic times mark the boundaries of the different stages present during the collapse. Focusing on the particle-fluid interaction of the submerged scenario, convective cells are found inside the system, generating a recirculating flow within the column during the collapse. In the partially-submerged scenario, the collapse is observed to generate different types of waves: right-moving waves (seaward) and left-moving waves (landward). The amplitude in seaward waves is found to decrease with the water level, while the landward waves are noticed only in a small range of water levels. Finally, the partially-saturated scenario is evaluated as a final review on the setup capabilities. The presence of water meniscus is observed to decrease the mobility of the column, due to the additional shear strength of the capillary forces."--Tomado del Formato de Documento de Grado."El ensayo de columna granular es un modelo que permite estudiar flujos granular sobre regímenes transicionales, mediante el uso de un sistema planar. Esta investigación explora la movilidad y las dinámicas del collapso de columnas granulares como función de la relación de aspecto de la columna a=H0/L0, donde H0 y L0 representan el ancho y alto de la columna, respectivamente. Utilizando la simplicidad del montaje experimental, diferentes escenarios son evaluados: i) Colapso seco, ii) Colapso sumergido, iii) Colapso parcialmente sumergido y, iv) Colapso parcialmente saturado. Los resultados muestran que la movilidad de la columna está controlada por la relación de aspecto (a), presentando una similaridad con estudios previos. La forma del depósito final se encuentra afectado de manera similar por la geometría de la columna, marcando una transición entre depósitos trapezoidales en columnas bajas y depósitos triangulares en columnas altas. Adicionalmente, dos tiempos característicos marcan los límites de las diferentes etapas presentes durante el colapso. Enfatizando en la interacción partícula-fluido en el escenario sumergido, celdas convectivas son observadas dentro del sistema, generando una recirculación del fluido dentro de la columna a medida que el colapso avanza. En el escenario parcialmente-sumergido, el collapso genera diferentes tipos de olas: olas positivas y negativas. La amplitud de las olas positivas decrece con el nivel de agua, mientras que las olas negativas son observadas únicamente en cierto rango. Finalmente, el escenario parcialmente-saturado es evaluado para evaluar las capacidades del montaje experimental. Se observa que la presencia de meniscos de agua disminuye la movilidad de la columna, debido a las fuerzas adicionales generadas."--Tomado del Formato de Documento de Grado.Magíster en Ingeniería CivilMaestría43 hojasapplication/pdfengUniandesMaestría en Ingeniería CivilFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Civil y Ambientalinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaTransitional granular flows : an experimental approachTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMMateriales granulados - InvestigacionesMateriales granulados - Propiedades mecánicas - InvestigacionesResistencia de materiales - InvestigacionesColumnas - Investigaciones - PruebasIngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=XvhZCvwAAAAJvirtual::7034-10000-0002-9236-8130virtual::7034-1f2957fb4-17e4-47e9-86c8-74d835ff1b4evirtual::7034-1f2957fb4-17e4-47e9-86c8-74d835ff1b4evirtual::7034-1ORIGINALu830295.pdfapplication/pdf11136976https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/ba4d1902-7fe3-49bc-a584-2fb73413ad92/downloadbb8aa6070db90ff80c1f0d9d55c7e1c3MD51TEXTu830295.pdf.txtu830295.pdf.txtExtracted texttext/plain104160https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/85a4c057-e196-4c73-95e1-c04bbb163a42/downloadd705169f45d8720498370ba5a4492613MD54THUMBNAILu830295.pdf.jpgu830295.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6944https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/1b0e19a4-52a2-4036-8ca8-08afab5c5057/download5d4c9a89ccf72c72c5f0c475cf34b933MD551992/43728oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/437282024-03-13 13:19:57.455https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co