Modellazione DEM di flussi granulari secchi con particelle di ghiaia

I debris flow sono dei fenomeni catastrofico-naturali che in Italia risultano avere una notevole rilevanza. Si definiscono come delle colate detritiche costituite da un miscuglio di acqua e sedimenti che si muove lungo un pendio per effetto della gravità. La pericolosità del fenomeno è legata sia alle elevate velocità con cui questo fenomeno riesce a raggiungere grandi distanze, sia alla frequente assenza di espliciti segnali premonitori. Lo scopo di questa tesi vuole essere quello di studiare numericamente un fenomeno semplificato di colata in termini di numero di fasi coinvolte, forma e pendenza del pendio e granulometria dei materiali granulari coinvolti. Si sono quindi analizzate le caratteristiche di flussi granulari secchi, costituiti da particelle di ghiaia di granulometria definita, che fluiscono all’interno di una canaletta a larghezza e pendenza costante, priva di superfici corrugate. Le simulazioni numeriche, effettuate con il software YADE, si basano sul metodo agli elementi discreti (DEM). Si è studiata l'influenza che generano la forma e la dimensione delle particelle (non si sono utilizzate delle particelle sferiche, ma dei clumps, ovvero degli aggregati di sfere), il modulo di Young, l'angolo di inclinazione del pendio e l'altezza del flusso sulle caratteristiche del flusso stesso. Nella fattispecie, si sono analizzate le componenti di forza e le interazioni che le particelle esercitano sulla base della cella periodica che le contiene (e che, in studi futuri, consisterà in una piastra di base strumentata che permetterà di confrontare i suoi risultati sperimentali con questi risultati numerici), l'energia cinetica del flusso, le componenti cinematiche delle particelle e delle visualizzazioni istantanee 3D delle simulazioni, per comprendere anche visivamente l'andamento del flusso.