A comparison using two numerical approaches for modelling the impact of submarine landslides on suspended pipelines

Diponkar Saha, Bipul Hawlader, Sujan Dutta, Ashutosh Dhar

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Geohazards in Linear Infrastructure

ABSTRACT: Submarine landslides could pose a significant threat to as-laid offshore pipelines. In the present study, numerical modelling is performed to study the impact of a clay block, which could be originated from a submarine landslide, on suspended pipelines in deep water environments. Two numerical approaches are used. In the coupled EulerianLagrangian (CEL) approach in Abaqus FE software, the soil is modelled using the undrained shear strength of clay (su). In the computational fluid dynamics (CFD) approach of ANSYS CFX, the soft clay debris is modelled as a non-Newtonian fluid. In both modelling the free water. It is shown that the free water in the cavity that forms behind the pipe during the flow of soil around it plays a significant role in the drag force. The developed numerical approaches in CEL and CFX can model the process of landslide impact; however, the CFX modelling is computationally efficient compared to the simulations with Abaqus CEL.

RÉSUMÉ: Les glissements de terrain sous-marins pourraient constituer une menace importante pour les pipelines offshore tels que posés. Dans la présente étude, une modélisation numérique est réalisée pour étudier l'impact d'un bloc d'argile, qui pourrait provenir d'un glissement de terrain sous-marin (débris), sur des pipelines suspendus dans des environnements en eau profonde. Deux approches numériques sont utilisées. Dans l'approche couplée Euler-Lagrangien (CEL) dans le logiciel Abaqus FE, le sol est modélisé en utilisant la résistance au cisaillement non drainé de l'argile (su). Dans l'approche de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) dans ANSYS CFX, les débris d'argile molle sont modélisés comme un fluide non newtonien. Dans les deux approches, l'eau libre (différente de l'eau interstitielle) est modélisée explicitement. Les analyses sont également réalisées sans modélisation de l'eau libre. Il est montré que l'eau libre dans la cavité qui se forme derrière le tuyau pendant l'écoulement du sol autour de lui joue un rôle important dans la force de traînée. Les approches numériques développées en CEL et CFX peuvent modéliser le processus d'impact des glissements de terrain; cependant, la modélisation CFX est efficace par rapport aux simulations avec Abaqus CEL.

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