User Forum of Software BASEMENT

BASEMENT
Basic Simulation Environment for computation of environmental flow and natural hazard simulation
Laboratory of Hydraulics, Hydrology and Glaciology (VAW)
ETH Zurich
Basement_Logo

You are not logged in.

#1 2024-10-04 09:55:50

Stefano
User
Registered: 2024-05-08
Posts: 12

Gravitational transport

Hi to you all,

I've read all topics related to sediment trasnsport exposed in this forum over the years, but I cannot avoid sediment impiling in the inlet region.
Gravitational transport doesn't work though I try to vary values af angles and CFL and/or implemented different regions for water and sediment inlet, or with nodes inlet instead of entire region.
I tried to work in conjinction with a inlet boundary "capacity transport" but nothing to do: gravitational transport doesn't start.
Below I insert text of model.json.
Please, someone could find where/what is my mistake(s)?
Thanks, cheers

Stefano

{
  "SETUP": {
    "BASEMD": {
      "BASEPLANE_2D": [
        {
          "GEOMETRY": {
            "file": "C:/Users/Geologia/OneDrive - STUDIO ASSOCIATO GEOLOGIA TECNICA/Stefano/Tesero/BASEMENT/SOLIDO/1/BASE_NEW_computational-mesh.2dm",
            "type": "2dm",
            "STRINGDEF": [
              {
                "name": "inflow",
                "node_ids": [
                  193,
                  356,
                  357,
                  358
                ],
                "upstream_direction": "left"
              },
              {
                "name": "outflow",
                "node_ids": [
                  291,
                  198,
                  355,
                  802,
                  801
                ],
                "upstream_direction": "left"
              }
            ]
          },
          "HYDRAULICS": {
            "FRICTION": {
              "default_friction": 30.0,
              "type": "strickler",
              "wall_friction": "off",
              "input_type": "index_table",
              "index": [
                1,
                2,
                3,
                4,
                5,
                6
              ],
              "friction": [
                25.0,
                25.0,
                70.0,
                70.0,
                40.0,
                20
              ]
            },
            "INITIAL": {
              "type": "index_table",
              "index": [
                1,
                2,
                3,
                4,
                5,
                6
              ],
              "h": [
                0.05,
                0.0,
                0.0,
                0.0,
                0.0,
                0.0
              ],
              "u": [
                0.01,
                0.0,
                0.0,
                0.0,
                0.0,
                0.0
              ],
              "v": [
                0.01,
                0.0,
                0.0,
                0.0,
                0.0,
                0.0
              ]
            },
            "PARAMETER": {
              "simulation_scheme": "exp",
              "riemann_solver": "exact",
              "minimum_water_depth": 0.05,
              "dynamic_depth_solver_precision": 0.005,
              "dynamic_depth_solver": "on",
              "geo_max_angle_quadrilateral": 45,
              "velocity_update_partial": "volume_area",
              "riemann_tolerance": 1e-06
            },
            "BOUNDARY": [
              {
                "type": "hqrelation",
                "string_name": "outflow",
                "slope": 1.0,
                "dynamic_slope": "no",
                "conveyance_type": "tables",
                "wall_flux": "no",
                "weighting_type": "conveyance",
                "wse_calc_method": "average"
              }
            ],
            "SOURCE": {
              "EXTERNAL_SOURCE": [
                {
                  "type": "source_discharge",
                  "file": "C:/Users/Geologia/OneDrive - STUDIO ASSOCIATO GEOLOGIA TECNICA/Stefano/Tesero/BASEMENT/SOLIDO/1/portata_liquida.txt",
                  "index": [
                    1
                  ]
                }
              ]
            }
          },
          "region_name": "RIO_STAVA",
          "OUTPUT": {
            "console_time_step": 300.0,
            "SPECIAL_OUTPUT": [
              {
                "output_time_step": 120.0,
                "type": "BASEviz",
                "variable": "depth"
              },
              {
                "output_time_step": 300.0,
                "type": "node_centered",
                "format": "ascii",
                "values": [
                  {
                    "accumulator": "max",
                    "value": "depth"
                  },
                  {
                    "accumulator": "max",
                    "value": "wse"
                  },
                  {
                    "accumulator": "max",
                    "value": "abs_velocity"
                  },
                  {
                    "accumulator": "max",
                    "value": "abs_momentum"
                  }
                ]
              },
              {
                "output_time_step": 300.0,
                "type": "node_centered",
                "format": "ascii",
                "values": [
                  {
                    "accumulator": "max",
                    "value": "sediment_sum"
                  },
                  {
                    "accumulator": "max",
                    "value": "deltaz"
                  }
                ]
              },
              {
                "output_time_step": 300.0,
                "type": "boundary_history",
                "boundary_values": [
                  {
                    "value": "Q",
                    "accumulator": "none"
                  },
                  {
                    "value": "Qsed",
                    "accumulator": "none"
                  }
                ],
                "history_one_file": "yes"
              }
            ]
          },
          "MORPHOLOGY": {
            "BEDMATERIAL": {
              "GRAIN_CLASS": {
                "diameters": [
                  105.0
                ]
              },
              "MIXTURE": [
                {
                  "name": "UNICO",
                  "volume_fraction": [
                    100.0
                  ]
                }
              ],
              "SOIL_ASSIGNMENT": {
                "index": [
                  1,
                  2,
                  3,
                  4,
                  5,
                  6
                ],
                "soil": [
                  "INLET",
                  "ALVEO",
                  "FIXED_BED",
                  "FIXED_BED",
                  "VERSANTE",
                  "SPONDA_NUDA"
                ]
              },
              "SOIL_DEF": [
                {
                  "name": "INLET",
                  "LAYER": [
                    {
                      "bottom_elevation": -1.0,
                      "mixture": "UNICO"
                    }
                  ],
                  "tau_erosion_start": -1
                },
                {
                  "name": "ALVEO",
                  "LAYER": [
                    {
                      "bottom_elevation": -0.5,
                      "mixture": "UNICO"
                    }
                  ],
                  "tau_erosion_start": -1
                },
                {
                  "name": "VERSANTE",
                  "LAYER": [
                    {
                      "bottom_elevation": -10.0,
                      "mixture": "UNICO"
                    }
                  ],
                  "tau_erosion_start": -1
                },
                {
                  "name": "SPONDA_NUDA",
                  "LAYER": [
                    {
                      "bottom_elevation": -4.0,
                      "mixture": "UNICO"
                    }
                  ],
                  "tau_erosion_start": -1
                },
                {
                  "name": "FIXED_BED"
                }
              ]
            },
            "INITIAL": {
              "type": "initial_mesh"
            },
            "PARAMETER": {
              "porosity": 37,
              "density": 2000.0,
              "control_volume_type": "constant",
              "control_volume_thickness": [
                0.05,
                0.05,
                0.05,
                0.05,
                0.05,
                0.05,
                0.05
              ],
              "control_volume_thickness_index": [
                1,
                2,
                3,
                4,
                5,
                6,
                7
              ],
              "control_volume_initial": "soildef",
              "local_slope_angle_repose": 30
            },
            "BEDLOAD": {
              "FORMULA": {
                "bedload_formula": "smartjaeggi",
                "local_slope_correction": "local_slope_vanrijn",
                "critical_shear_stress_calibration": 1,
                "d30": 60.0,
                "d90": 230.0,
                "theta_critical": [
                  0.05,
                  0.05,
                  0.05,
                  0.05,
                  0.05,
                  0.05
                ],
                "theta_critical_index": [
                  1,
                  2,
                  3,
                  4,
                  5,
                  6
                ]
              },
              "PARAMETER": {
                "bedload_routing_start": 0.0,
                "limit_bedload_wetted": "on",
                "use_cell_averaged_bedload_flux": "off",
                "use_real_edge_lengths": "off"
              },
              "BOUNDARY": [
                {
                  "string_name": "outflow",
                  "type": "IODown",
                  "fraction_boundary": 0.9
                }
              ],
              "DIRECTION": [
                {
                  "lateral_index": [
                    2
                  ],
                  "lateral_transport_type": "lateral_bed_slope",
                  "lateral_transport_factor": 1.5
                }
              ]
            },
            "SOURCE": {
              "EXTERNAL_SOURCE": [
                {
                  "type": "sediment_discharge",
                  "file": "C:/Users/Geologia/OneDrive - STUDIO ASSOCIATO GEOLOGIA TECNICA/Stefano/Tesero/BASEMENT/SOLIDO/1/portata_solida.txt",
                  "mixture": "UNICO",
                  "index": [
                    1
                  ]
                }
              ]
            },
            "GRAVITATIONAL_TRANSPORT": {
              "angle_failure_deposited": [
                10.0
              ],
              "angle_failure_dry": [
                40.0
              ],
              "angle_failure_wetted": [
                15.0
              ],
              "index": [
                1
              ],
              "angle_wetted_criterion": "partially_wetted",
              "gravity_transport_on_cells": "all",
              "max_delta_z": 0.001,
              "max_iterations": 10,
              "min_changed_volume": 0.01,
              "cycle_step": 5,
              "stabilization_height": 0
            }
          },
          "TIMESTEP": {
            "total_run_time": 84900.0,
            "CFL": 0.1,
            "start_time": -1,
            "initial_time_step": 1
          }
        }
      ],
      "multiregion": "RIO_STAVA",
      "PHYSICAL_PROPERTIES": {
        "gravity": 9.81,
        "viscosity": 1e-06,
        "rho_fluid": 1000
      }
    },
    "simulation_name": "SOLIDO_200"
  }
}

Offline

#2 2024-10-04 10:42:18

Lukas Vonwiller
Developer
Registered: 2014-09-04
Posts: 130

Re: Gravitational transport

Hi Stefano

Maybe some thoughts you could try:

- Try to run a purely hydraulic model first. I would prefer a inflow boundary to a source (your inflow boundary string looks small or maybe you have a coarse mesh)
- use your hydraulic model to create good initial conditions for your bedload transport model.
- add morphology block with bedload transport. Try to add bedload using a boundary condition.
- Your control_volume_thickness is a little bit small, try larger values, e.g. 1-3 times d90.
- For the grav. transport, you might start with the same values for dry, wetted and deposited angles (e.g. 30)

I hope this helps!
Cheers, Lukas

Offline

#3 2024-10-08 11:56:40

Stefano
User
Registered: 2024-05-08
Posts: 12

Re: Gravitational transport

Hi Lukas,

thank you so much for your kind response.
Excuse me to be in late by I needed to apply and verify your suggestions before writing.
I think I've detected the real cause of my problems: lateral friction along stream banks, 'cos I'm working on a mountain stream flushing between two steep - but not vertical - stone walls.
It seems that sediment stard depositing on face wall, rapidly increasing both vertically and laterally: after a while it forms a kind of earth dam across the entire stream section.
So I activated gravitational transport even for stream bank (via MATID) and now simulation seems to progress reasonably, at least.

Again, many thanks to you

cheers, Stefano

Offline

Board footer

Powered by FluxBB