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A Fluid-Solid Coupled Micromechanical Simulation for the Analysis of Piping Erosion During the Seabed Installation of a Suction Bucket Foundation
- Suction buckets are a promising concept for the foundations of offshore wind turbines. During the installation process of a suction bucket, localized fluidization of the granular soil, so-called piping erosion, may lead to installation failure. A 3D fluid-solid coupled micromechanical simulation is presented to study the occurrence of piping. An Euler-Lagrangian coupling employs momentum exchange between the fluid phase and the geometrically resolved particles. We investigate the behavior of the soil for three cases with varying prescribed suction velocities. We observe piping in the case with the highest suction velocity by analyzing the deformation of the granular fabric and monitoring the differential pressure. The grains under the bucket wall-tip show the highest hydraulic gradients and forces at the onset of piping. This approach permits a detailed analysis of piping phenomena and brings novel insights on the triggering conditions for piping failure of suction-aided foundations.
| Autor*innen: | Samuel Kemmler, Pablo CuéllarORCiD, C. Rettinger, H. Köstler |
|---|---|
| Dokumenttyp: | Beitrag zu einem Tagungsband |
| Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
| Sprache: | Englisch |
| Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | IOP Conference Series: Earth and Environmental Science |
| Jahr der Erstveröffentlichung: | 2025 |
| Organisationseinheit der BAM: | 7 Bauwerkssicherheit |
| 7 Bauwerkssicherheit / 7.2 Ingenieurbau | |
| Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
| Verlag: | IOP Publishing |
| Jahrgang/Band: | 1480 |
| Ausgabe/Heft: | 1 |
| Aufsatznummer: | 012024 |
| Erste Seite: | 1 |
| Letzte Seite: | 4 |
| DDC-Klassifikation: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik |
| Freie Schlagwörter: | Micromechanical simulation; Piping erosion; Suction bucket foundation |
| Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Energie |
| Energie / Windenergie | |
| Veranstaltung: | TC 105 International Symposium |
| Veranstaltungsort: | Grenoble, France |
| Beginndatum der Veranstaltung: | 23.09.2024 |
| Enddatum der Veranstaltung: | 27.09.2024 |
| DOI: | 10.1088/1755-1315/1480/1/012024 |
| URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-629461 |
| ISSN: | 1755-1307 |
| Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
| Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |
| Datum der Freischaltung: | 14.04.2025 |
| Referierte Publikation: | Ja |
| Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 11.08.2025 |
| Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |


