On the development and challenges of particulate flow modeling in geotechnical engineering: A review

RÉSUMÉ: L’écoulement de la combinaison de matériaux granulaires et de fluides est impliqué dans une multitude d’applications industrielles et de phénomènes naturels, et pourtant, ce n’est pas entièrement élucidé. La modélisation de l’écoulement des particules en suspension s’est significativement développée ces dernières décennies à l’aide des avancées rapides des ressources informatiques. Ce développement est surtout présent dans le domaine de l’ingénierie chimique, alors que les contributions en termes d’ingénierie géotechnique restent limitées. L’une des raisons majeures d’une telle limitation est le caractère grande échelle des structures géotechniques comme les digues en terre, qui sont difficiles à modéliser étant donné les ressources informatiques disponibles. Dans ce papier, nous cherchons à présenter un résumé multidisciplinaire des approches existantes, des outils de modélisation et des défis imposants de la modélisation de l’écoulement de suspensions avec un intérêt particulier pour les applications géotechniques.

ABSTRACT: Flow of combined granular media and fluids is relevant to many industrial applications and natural phenomena, yet, not fully understood. Particulate flow modeling has significantly developed over the past few decades aided by rapid advances in computational resources. This development is mostly in the chemical engineering field, while contributions to geotechnical engineering are still limited. One of the major reasons for such limited contribution is the large-scale nature of geotechnical structures such as earth dams, which is challenging to model given the available computational resources. In this paper, we aim to present a multidisciplinary summary of the existing approaches, modeling tools and outstanding challenges of particulate flow modeling with a focus on geotechnical applications.