Simulations of non-stationary flows of dry granular material along an inclined chute

In this work, the signals generated by grain-to-base multiple impacts of three different granular materials flowing along an inclined chute and characterized by unsteady-state conditions are investigated through the discrete element method (DEM). The effect of different grain-size and angularity of the grains are taken into account. Various instants of the flows are studied, focusing in particular on the analysis of the signal produced by the passage of the material on a portion of the base of the chute, and on the study of the motion of the particles close to the base. The numerical results allow us to have an insight into the characteristics of the flows and to explain the behavior of the granular material at the contact with the base

Dermoscopic features of nevoid melanoma: a retrospective study

BACKGROUND: Nevoid melanoma (NeM) is a rare variant of melanoma resembling melanocytic nevus. The aim of the study was to systemati- cally review the dermoscopic features of NeM. METHODS: A hospital-based retrospective study was conducted. Dermoscopic features of NeMs diagnosed through excisional biopsy between January 2015 1, and March 1, 2021, were compared to superficial spreading melanomas (SSMs) matched by Breslow’s thickness. Then, a litera- ture search was performed. Electronic searches on PubMed database via Medline were conducted to retrieve any manuscript reporting detailed dermoscopic features of histopathologically confirmed NeM. RESULTS: A total of 60 malignant melanomas (MM) comprising 20 NeM and 40 SSM were collected. Twelve out of 20 (60%) NeM showed a nevus-like appearance, including reticular and globular patterns, and in 35% of these cases it was detected because of dermoscopic changes. Then, a total of seven original manuscripts were retrieved from the literature review, comprising 56 cases overall. NeM showed nevus-like pat- tern in 53% of the cases, multicomponent pattern in 21% and amelanotic in 9%. Enlargement, irregularly distributed dots/globules, irregular pigmentation, and atypical vascular pattern were found in NeM with nevus-like appearance. NeM with multicomponent pattern were character- ized by irregular pigmentation, blue-white veil, irregular dots and atypical vascular pattern. Amelanotic NeM is rare and show atypical vascular pattern and milia-like cysts. CONCLUSIONS: Dermoscopy of NeM is challenging as it frequently shows a nevus-like pattern, but clues and detection of dermoscopic changes may help to identify it

Micromechanical simulations of the collapse of a submerged granular column

In this work, we present a numerical study of a granular collapse in a viscous fluid adopting a DEM-PFV (Pore Finite Volume) coupled model. We analyze the time evolution of the collapse and the final morphology of the deposit (triangular or trapezoidal) as a function of the initial solid fraction and column aspect ratio. Finally, we discuss the role of the initial packing fraction of the granular material on the time evolution of the pore pressure. The numerical results are consistent with experimental observation [3] showing the capability of the DEM-PFV coupled model to simulate saturated granular media from triggering to flowing and stopping conditions

Preliminary numerical and experimental tests for the study of vibration signals in dry granular flows

Debris flows are one of the most important hazards in mountainous areas because of their paroxysmal nature, the high velocities, and energy carried by the transported material. The monitoring of these phenomena plays a relevant role in the prevention of the effects of these events. Among different possibilities, fiber optical sensors appear well-suited for this purpose thanks to their fair cheapness (with the exception of the interrogator), the robustness to electromagnetic interferences, the adaptability in extreme harsh conditions (no power supply is required), the possibility of locating the interrogator many kilometers far away from the monitored site, and the unique feature to provide very-dense multipoint distributed measurements along long distances. In this work, the vibro-acoustics signal produced by these phenomena has been focused as a possible source of information for the prediction of incipient movement, and the tracking of their path, velocity and thickness. Few literature works investigate these aspects, and for this reason, a preliminary laboratory and numerical campaign have been carried out with dry granular flume tests on an inclined chute. The discrete element method has been used to simulate the tests and to synthesize the signal measured on an instrumented mat along the channel. The grain shapes of the granular material used in simulations have been obtained by a photogrammetric tridimensional reconstruction. The force-time signal has been also analyzed in time-frequency domain in order to infer the features of the flow. The numerical activity has been preparatory for the experiments carried out by instrumenting the flume with an optical fiber distributed vibration sensing system

Analisi sperimentale per lo studio del comportamento idromeccanico di un terreno costipato

La valutazione delle condizioni di stabilità delle opere in terra rappresenta una difficoltà spesso sottovalutata nella pratica ingegneristica e, viceversa, di attualità della ricerca scientifica in geotecnica. Infatti, è certamente vero che il contenuto d’acqua dei terreni costituenti tali opere e la distribuzione della pressione interstiziale nelle strutture in terra variano nel tempo a causa dei mutevoli effetti delle condizioni idrometriche e climatiche al contorno, cosa che influenza significativamente le condizioni di stabilità dell’opera. In questo lavoro è presentata una procedura per la caratterizzazione del comportamento idromeccanico di una miscela di sabbia e limo al variare dell’energia di costipamento. I dati sperimentali vengono discussi al fine di contribuire allo studio del comportamento in esercizio delle opere in terra

Analisi predittive del comportamento idro-meccanico di un modello di argine fluviale in condizioni di flusso transitorio

Il frequente manifestarsi di eventi alluvionali per collasso di opere in terra costituisce un problema di particolare rilevanza nella valutazione del rischio idrogeologico e della pianificazione territoriale. In questo contesto risulta cruciale un’accurata stima delle condizioni di stabilità che tenga conto dello stato di parziale saturazione dei terreni costituenti il rilevato. Altrettanto importante è tenere conto delle condizioni di flusso transitorio che si instaurano negli argini e nei terreni di fondazione a seguito delle continue variazioni del livello idrometrico dei corsi d’acqua. Tutto ciò influenza notevolmente la risposta idro-meccanica delle opere in parola. In tale prospettiva la nota illustra uno studio numerico, basato sull’approccio agli elementi finiti e sul metodo dell’Equilibrio Limite, per l’analisi del comportamento di un argine fluviale rappresentativo delle opere di difesa idraulica degli affluenti alpini e appenninici del fiume Po. Lo studio proposto tiene debito conto delle condizioni di parziale saturazione del corpo arginale interessato da un moto di filtrazione in regime transitorio. Le analisi numeriche proposte costituiscono parte integrante della progettazione di una prova in centrifuga geotecnica su un modello fisico in scala ridotta, finalizzata a investigare la vulnerabilità delle infrastrutture arginali nei confronti di eventi di piena

Modellazione fisica in centrifuga di un argine fluviale soggetto a forzanti idrauliche

In questo lavoro sono riportati i risultati sperimentali di una prova in centrifuga su un modello di argine fluviale soggetto ad una progressiva sollecitazione idraulica. Le misure di pressioni neutre e di suzione nell’argine mostrano che il fronte di saturazione raggiunge il lato campagna attingendo la condizione stazionaria solo dopo una persistenza irrealistica dell'evento di piena simulato. Pertanto svolgere la progettazione o la valutazione delle condizioni di sicurezza di un argine fluviale con proprietà simili a quello testato nel presente lavoro, assumendo l'ipotesi semplificata di un regime stazionario di filtrazione potrebbe risultare in molti casi un approccio eccessivamente conservativo e, comunque, poco significativo

The incidence of hip, forearm, humeral, ankle, and vertebral fragility fractures in Italy: results from a 3-year multicenter study

INTRODUCTION: We aimed to assess the incidence and hospitalization rate of hip and "minor" fragility fractures in the Italian population. METHODS: We carried out a 3-year survey at 10 major Italian emergency departments to evaluate the hospitalization rate of hip, forearm, humeral, ankle, and vertebral fragility fractures in people 45 years or older between 2004 and 2006, both men and women. These data were compared with those recorded in the national hospitalizations database (SDO) to assess the overall incidence of fragility fractures occurring at hip and other sites, including also those events not resulting in hospital admissions. RESULTS: We observed 29,017 fractures across 3 years, with hospitalization rates of 93.0% for hip fractures, 36.3% for humeral fractures, 31.3% for ankle fractures, 22.6% for forearm/wrist fractures, and 27.6% for clinical vertebral fractures. According to the analyses performed with the Italian hospitalization database in year 2006, we estimated an annual incidence of 87,000 hip, 48,000 humeral, 36,000 ankle, 85,000 wrist, and 155,000 vertebral fragility fractures in people aged 45 years or older (thus resulting in almost 410,000 new fractures per year). Clinical vertebral fractures were recorded in 47,000 events per year. CONCLUSIONS: The burden of fragility fractures in the Italian population is very high and calls for effective preventive strategies

Numerical and experimental analysis of the vibration signal produced by granular flows

I flussi granulari sono fenomeni che comprendono eventi naturali che si verificano nell'ambiente - quali frane, valanghe, colate detritiche, colate piroclastiche - o che caratterizzano applicazioni industriali - ovvero la movimentazione di materiali nell'industria farmaceutica e alimentare, in ambito minerario e edilizio. Questa tesi affronta lo studio del comportamento di flussi granulari secchi attraverso prove sperimentali e numeriche. Numerosi lavori presenti nella letteratura scientifica si sono occupati di flussi granulari secchi attraverso l'approccio di prove numeriche e sperimentali effettuate in geometrie a canale inclinato. L'osservazione è stata spesso limitata a flussi stazionari completamente sviluppati, la cui reologia è indagata dettagliatamente attraverso la conoscenza delle componenti cinematiche delle particelle granulari, spesso trascurando l'influenza di forma e dimensione delle particelle sul comportamento complessivo. In questa ricerca, particolare attenzione è dedicata all'effetto della forma (arrotondata o spigolosa) e della dimensione delle particelle. Inoltre, le analisi sono condotte principalmente in condizioni di flusso instabile e transitorio. Il comportamento del materiale che costituisce il flusso viene ottenuto sia attraverso l'indagine delle variabili cinematiche, che attraverso l'analisi del segnale di forza che esso esercita su porzioni della geometria del canale. Le prove sperimentali vengono effettuate in una struttura di laboratorio a scivolo, adeguatamente strumentata tramite sensori piezoelettrici e dispositivi di acquisizione di immagine. Le simulazioni numeriche sono invece effettuate attraverso il Metodo degli Elementi Discreti (DEM), che costituisce un valido approccio per simulare questi complessi processi dinamici, e che permette di misurare le forze dinamiche prodotte dalle particelle impattanti. Vengono indagati gli effetti di forma e le dimensioni dei materiali impiegati nelle prove sperimentali e numeriche, sulla base di un'attenta calibrazione. Il confronto tra i risultati ha confermato la validità dell'utilizzo del DEM per studiare i flussi granulari secchi e ha permesso di condurre un’indagine dettagliata della reologia e del segnale prodotto.Granular flows are phenomena that encompass natural events occurring in the environment - such as rockfalls, avalanches, debris flows, pyroclastic flows - or characterizing industrial applications - namely material handling in pharmaceutical and food industries, in mining and construction frameworks. This thesis addresses the investigation of the behavior of dry granular flows through experimental and numerical tests. An extensive number of works in the scientific literature have dealt with dry granular flows through the approach of numerical and experimental tests carried out on channel geometries. The observation has been often limited to steady, fully developed flows, the rheology of which is investigated in depth by the knowledge of the kinematic components of the granular particles, often overlooking the shape and size influence of the particles on the overall behavior. In this research, particular attention is dedicated to the effect of the shape (rounded or sharp-edged) and of the size of the particles. Moreover, the analyses are mainly conducted under transient unsteady flow conditions. The flow material behaviour is attained both through kinematic variables investigation, but also via the analysis of the force signal that the granular flowing material exerts on the bounding geometry. Experimental tests are carried out in a laboratory chute structure, adequately instrumented through piezoelectric sensors and imaging acquisition devices. Numerical simulations are, on the other side, carried out through Discrete Element Method (DEM), which constitutes a valid approach for simulating these complex dynamic processes, and that allows for the measurement of dynamic forces produced by impacting particles. Shape effects and dimensions of the materials employed in experimental and numerical tests are investigated, based on attentive calibration. The comparison between the outcomes confirmed the validity of employing the DEM to investigate dry granular flows, and permitted us to have an insight into the rheology and signal produced

STUDIO DI UN FLUSSO GRANULARE SECCO SU CANALETTA INCLINATA ATTRAVERSO IL METODO AGLI ELEMENTI DISCRETI

Le colate detritiche sono eventi calamitosi che possono verificarsi in aree acclivi una volta che il materiale instabile viene messo in movimento, innescato da eventi come forti piogge o lo scioglimento della neve. La velocità del flusso e l'energia che accumulano lungo i ripidi pendii e i canali naturali sono tali che questi eventi possono mettere in pericolo sia le persone che le costruzioni, sottolineando quindi l’importanza di un attento monitoraggio. Al fine di comprendere meglio come poter attrezzare una sezione di monitoraggio trasversale al flusso, attraverso un approccio numerico agli elementi discreti, viene simulato un flusso granulare non stazionario su uno scivolo inclinato. Il materiale granulare secco viene discretizzato attraverso aggregati di sfere con parametri al contatto calibrati sulla base di semplici prove di laboratorio. L’analisi è condotta misurando le forze su una piastra di base e le caratteristiche del flusso su un volume di controllo al di sopra di quest’ultima