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BASEMENT
Basic Simulation Environment for computation of environmental flow and natural hazard simulation
Laboratory of Hydraulics, Hydrology and Glaciology (VAW)
ETH Zurich
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#1 2021-11-10 16:07:13

lorenzo.scopetani
User
From: florence
Registered: 2021-07-28
Posts: 9

No deltaz over a weir

Good morning
I'm simulating a 2d sediment transport model and I've a weir inside my mesh.
I modelled the weir as a terrain modification, in one case applying the fixed bed and in another case not.
The results in both cases show 0 deltaz values near and on the weir.
Is the flow of sediment from upstream to downstream guaranteed in these situations? Is it only a problem caused by the high slope on the weir body?
I also selected the stringdef history for Qsed upstream and downstream the weir, but the .dat file shows not values. Could you give me some advice?
Thank you very much

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#2 2021-11-15 12:55:58

Matteo Facchini
Developer
From: Trento
Registered: 2014-09-05
Posts: 278

Re: No deltaz over a weir

Hi Lorenzo
hard to say without seeing your mesh, but it could be that the flow conditions around/on the weir are below the transport threshold. You can try to run a simulation with a very large discharge value and see if the weir is eroded.
Cheers

Offline

#3 2021-11-15 16:14:13

lorenzo.scopetani
User
From: florence
Registered: 2021-07-28
Posts: 9

Re: No deltaz over a weir

Thank for you reply.
I've already modeled with a very large values of Qinflow but I've tha same situation.
All material deposits upstream the weir, and the weir body doesn't erosion.
I've 0 deltaz, 0 Qsed, 0 grain bed load values.
I think I must model the weir absolutely with the block Inner boundary, because with the modified terrain I think the software can't generate erosion or deposition at the weir body, if there are small depth values and high velocities.
It's possible my opinion?
Thanks

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#4 2021-11-16 14:17:07

Matteo Facchini
Developer
From: Trento
Registered: 2014-09-05
Posts: 278

Re: No deltaz over a weir

If you did not set any particular condition (e.g. particular roughness via MATID) on the weir body, the software sees it as a regular "bump" of sediment, so it should be erodible.

Can you copy paste your basement input file here?

Offline

#5 2021-11-18 10:33:01

lorenzo.scopetani
User
From: florence
Registered: 2021-07-28
Posts: 9

Re: No deltaz over a weir

Good morning
I write the txt.file:

DOMAIN {
    multiregion = unnamed_multiregion
    BASEPLANE_2D {
        region_name = Cutigliano
        GEOMETRY {
            type = 2dm
            file = mesh2d.2dm
            STRINGDEF {
                name               = inflow
                node_ids           = (73 7181 7770 234)
                upstream_direction = right
            }
            STRINGDEF {
                name               = outflow
                node_ids           = (43 7404 4442 4500 42 4477 4452 4479 4447 4486 4467 4506 41 9654 4936 9664 4491 9802 7632 7637 4490 7641 7639 8008 40)
                upstream_direction = right
            }
        }
        HYDRAULICS {
            PARAMETER {
                simulation_scheme              = exp
                riemann_solver                 = exact
                minimum_water_depth            = 0.05
                riemann_tolerance              = 1.0e-6
                velocity_update_partial        = volume_area
                dynamic_depth_solver           = on
                dynamic_depth_solver_precision = 0.005
                geo_min_area_ratio             = 0.05
                geo_max_angle_quadrilateral    = 45
                geo_min_aspect_ratio           = 0.06
            }
            FRICTION {
                type                 = manning
                input_type           = index_table
                wall_friction        = on
                index                = (1 2 3 4 5)
                friction             = (0.06 0.07 0.035 0.23 0.06)
                wall_friction_factor = 0.3
                default_friction     = 0.035
                grain_size_friction  = no
            }
            BOUNDARY {
                name                 = reach-3
                string_name          = inflow
                type                 = hydrograph
                slope                = 30
                file                 = inflow - Copia (2).txt
                max_interval         = 20
                number_of_iterations = 5000
                weighting_type       = conveyance
                dynamic_slope        = no
                precision            = -1.0
                wse_calc_method      = average
            }
            BOUNDARY {
                name            = outflow
                type            = hqrelation
                slope           = 30
                string_name     = outflow
                weighting_type  = conveyance
                wall_flux       = no
                dynamic_slope   = no
                wse_calc_method = average
                conveyance_type = tables
            }
            INITIAL {
                type                  = continue
                file                  = Cutigliano_restart.cgns
                restart_solution_time = -1.0
            }
            TURBULENCE_MODEL {
                type                 = algebraic
                kinematic_viscosity  = 0.000001307
                const_eddy_viscosity = -1
                turbulence_factor    = 1
                boundary_gradient    = zerogradient
            }
        }
        TIMESTEP {
            CFL                  = 0.95
            total_run_time       = 34800
            minimum_time_step    = 0.001
            start_time           = 0
            maximum_time_step    = 100.0
            initial_time_step    = 1.0
            ignore_wave_celerity = off
            morph_cycle          = off
        }
        OUTPUT {
            console_time_step = 600
            restart_time_step = 1E32
            reference_time    = 01-07-2021-00-00-00
            SPECIAL_OUTPUT {
                type             = node_centered
                format           = sms
                values           = (depth velocity wse deltaz z_node)
                output_time_step = 600
                threshold_wse    = -1000000
            }
            SPECIAL_OUTPUT {
                type                   = BASEviz
                output_time_step       = 600
                variable               = depth
                wse3D                  = off
                vectors                = off
                gridlines              = off
                vectors_scaling_factor = 1.0
                write_jpeg_image_time  = -1.0
                threshold_wse          = -1000000
            }
        }
        MORPHOLOGY {
            BEDMATERIAL {
                GRAIN_CLASS {
                    diameters = (236)
                }
                SOIL_DEF {
                    name              = unique
                    tau_erosion_start = -1.0
                    LAYER {
                        mixture          = unique
                        bottom_elevation = -0.5
                    }
                }
                SOIL_ASSIGNMENT {
                    index = (1 2 3 4 5)
                    soil  = (unique unique unique unique unique)
                    type  = index_table
                }
                MIXTURE {
                    name            = unique
                    volume_fraction = (100)
                }
            }
            INITIAL {
                type = initial_mesh
            }
            BEDLOAD {
                FORMULA {
                    bedload_formula                   = mpm
                    bedload_factor                    = 0.616
                    bedload_exponent                  = 1.5
                    theta_critical_approach           = theta_critical_vanrijn
                    local_slope_correction            = local_slope_vanrijn
                    critical_shear_stress_calibration = 1.0
                    bedforms_type                     = no_bedforms
                }
                PARAMETER {
                    limit_bedload_wetted           = on
                    bedload_routing_start          = 0.0
                    use_real_edge_lengths          = off
                    use_cell_averaged_bedload_flux = off
                }
                BOUNDARY {
                    type              = IODown
                    string_name       = outflow
                    fraction_boundary = 1.0
                }
                BOUNDARY {
                    name        = inflow
                    type        = transport_capacity
                    string_name = inflow
                    mixture     = unique
                    factor      = 1.0
                }
                DIRECTION {
                    lateral_transport_type     = lateral_bed_slope
                    lateral_index              = (5)
                    lateral_transport_factor   = 1.5
                    lateral_transport_exponent = 0.5
                    scale_lateral_transport    = yes
                }
            }
            PARAMETER {
                porosity                       = 30
                density                        = 2650
                control_volume_type            = constant
                control_volume_thickness       = (1 1 1 1 1)
                control_volume_thickness_index = (1 2 3 4 5)
                control_volume_initial         = soildef
                create_new_layers              = off
                min_theta_critic               = 0.02
                local_slope_angle_repose       = 30.0
                strong_coupling                = off
                distortion_offset              = 0
                distortion_time_interval       = -1
            }
            GRAVITATIONAL_TRANSPORT {
                index                           = (5)
                angle_failure_dry               = (35)
                angle_failure_wetted            = (15)
                angle_failure_deposited         = (5)
                angle_wetted_criterion          = fully_wetted
                gravity_transport_on_cells      = all
                max_delta_z                     = 0.001
                cycle_step                      = 5
                min_changed_volume              = 0.01
                max_iterations                  = 10
                only_subsurface_angle           = no
                check_hydrostatic_stabilization = no
                stabilization_height            = 0.00
            }
        }
    }
    PHYSICAL_PROPERTIES {
        gravity   = 9.81
        viscosity = 1e-06
        rho_fluid = 1000
    }
    PARALLEL {
        number_threads = 1
    }

But I think is better to send you the link with all file:

https://wetransfer.com/downloads/64071b … 524/40bdeb

Within the folder there is an image of my problem.
Thank you very much

Last edited by lorenzo.scopetani (2021-11-18 11:17:01)

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#6 2021-11-19 09:47:46

Matteo Facchini
Developer
From: Trento
Registered: 2014-09-05
Posts: 278

Re: No deltaz over a weir

I am not quite sure what is happening, I see from your results that you have high velocity values over the weir, but no erosion whatsoever.

I would do some tests:

  1. remove the turbulence model

  2. use the IOUp upstream boundary condition for sediment transport and remove the gravitational transport

Cheers
Matteo

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