5 pubblicazioni classificate nel seguente modo:

Anomaly Detection in Real-time Continuous Fruit-based Monitoring of Olive via Extensimeter
Agricultural Science Research Network
Autore/i: Khosravi, Arash; Mohammadi, Zahra; Saber, Aniseh; Pourzangbar, Ali; Neri, Davide
Classificazione: 2 Contributo in Volume
Abstract: In this study, we analyze the real-time measurements collected by extensimeter (fruit gauge) in olive orchards to identify their anomalies. The field data are collected by two different kinds of extensimeters (strain gauges and variable linear resistance transducer) with hourly temporal resolution and a time span of 3.5 months in 2019, 3 months in 2020, and 2.5 months in 2021. To recognize the outliers in the sensor records, conventional statistical approaches including sliding window techniques such as Moving Mean Absolute Deviation, Median Absolute Deviation as well as one innovative method that integrates the sliding window technique with Moving T-square (SWT-T-square) are implemented. The performance of the mentioned approaches is evaluated using well-known statistical indices such as the Confusion Matrix, accuracy, sensitivity, and specificity criterion. To visually compare the models’ performance, the results of the methods are represented using plots that represent the number of outliers against window size. The results prove that the SWT-T-square integrated model outperforms others in recognition of the outliers. It is useful for acquiring more robust data and identification of sensor non-functionality or low accuracy during continuous monitoring
Scheda della pubblicazione: https://iris.univpm.it/handle/11566/325211

A new process-based, wave-resolving, 2DH circulation model for the evolution of natural sand bars: The role of nearbed dynamics and suspended sediment transport
COASTAL ENGINEERING
Autore/i: Pourzangbar, A.; Brocchini, M.
Classificazione: 1 Contributo su Rivista
Abstract: We study the migration of natural sand bars that evolve in the nearshore by means of a new process-based waveresolving, 2DH circulation model. In order to perform reliable and accurate computations, the robust Nonlinear Shallow Water Equations (NSWEs) hydro-morphodynamic solver of Brocchini et al. (2001) and Postacchini et al. (2012) implements a detailed description of the Bottom Boundary Layer (BBL) dynamics and a new predictor for the Suspended Sediment Transport (SST) based on the solution of a Depth-Averaged Advection-Diffusion Equation (DAADE) for the sediment concentration. The robustness and accuracy of the enhanced model are validated against literature theoretical, experimental, and numerical results, all comparisons highlighting good performances and clarifying the role of both BBL and SST contributions, the former one having a larger positive influence than the latter one on the results. Both original and enhanced models are, then, used to predict the evolution of the sand bar system that characterizes the nearshore of Senigallia (AN). The analysis leverages the field observations collected at such a site by means of the Sena Gallica Speculator video-monitoring system. Modeling of the storm-forced sand bar migration patterns reveals that: 1) the enhanced model can adequately reproduce the seaward migration of the sand bars of the system; 2) the process of shoreline retreat in coincidence with the generation of a new-born bar is well described; 3) inclusion of the BBL improves quantitative prediction of the bar crest migration; 4) the SST, beyond improving the prediction of the bar crest location, induces some smoothing of the bar profile, in line with the literature findings of SST being a stabilizing factor for the bar emergence.
Scheda della pubblicazione: https://iris.univpm.it/handle/11566/314006

Study of the influence of bottom boundary layer (BBL) and suspended sediment transport (SST) for the computation of the evolution of natural sand bars
Autore/i: Pourzangbar, Ali
Editore: Università Politecnica delle Marche
Classificazione: 8 Tesi di dottorato
Abstract: Questa tesi studia, basandosi su simulazioni numeriche, l’idro-morfodinamica vicino alla costa forzata dalle onde e dalle correnti. Per farlo, sono implementate delle modifiche al robusto modello dei volumi finiti di Brocchini e altri. Il modello contiene due parti distinte: (1) un risolutore idrodinamico che comprende un approccio di divisione dello spazio per l’integrazione di equazioni di acque poco profonde non lineari (NSWEs) su un domino orizzontale bidimensionale; e (2) un risolutore idrodinamico che aggiorna il profilo del fondale attraverso la risoluzione dell’equazione di Exner. In questo studio, speciale attenzione è posta nel modello del ben-bilanciato risolutore NSWE, l’influenza dello strato limite inferiore sia sulle parti idrodinamiche che sulle parti morfodinamiche del risolutore; e sul trasporto di sedimenti in sospensione per la valutazione dell’evoluzione morfologica del fondale marino. L’obiettivo finale è quello di applicare il risultante migliorato modello per valutare l’evoluzione delle barre di sabbia naturali. Per ben-bilanciare il risolutore, è sfruttata una procedura predittrice-correttrice con due passaggi, nella quale il passaggio predittore fornisce la soluzione iniziale del problema di Riemann mentre il passaggio correttore risolve il sistema di equazioni non lineari impiegando una procedura iterativa che parte dalla soluzione del passaggio predittore. Il concetto BBL è implementato nel risolutore accoppiando la NSWE con l’equazione integrale del momento per il BBL. Introducendo un parametro senza dimensione, l’equazione del momento, che è integrata attraverso lo spessore dello strato limiite per il flusso dello strato limite, diventa così un’ordinaria equazione differenziale. L’equazione è risolta basandosi sullo schema del quarto ordine Runge-Kutta e il risultato è lo stress da taglio del fondale (o la conseguente velocità di frizione e il coefficiente di Chézy. Abbiamo sfruttato la variazione temporale e spaziale del coefficiente di Chézy per aggiornare le componenti idrodinamiche (le profondità marine totali e le velocità) del risolutore. Il modulo morfodinamico del risolutore aggiorna il profilo del fondale basandosi sulla soluzione dell’equazione di Exner della profondità media. Nel risolutore, l’equazione di Exner è discretizzata e integrata sulla base dell’approccio dei volumi finiti con l’applicazione del metodo del Weighted Averaged Flux (WAF). Di conseguenza il profilo del fondale è aggiornato usando flussi intercellulari di sedimenti totali medi, carico di fondale, e flussi di sedimenti a carico sospeso. Siccome la precisione della formula SST disponibile nel risolutore NSWE è sotto dibattito, il calcolo del flusso SST è svolto risolvendo l’equazione diffusione-avvezione per la concentrazione dei sedimenti sospesi. Consequenzialmente, sono presentate formulazioni efficienti del BBL e del SST. La performance del risolutore proposto è validata da due set di dati di riferimento, incluse (1) soluzioni esatte e studi sperimentali, e (2) osservazioni dal campo. Nella prima fase, abbiamo considerato numerose batimetrie con uno step del fondale e abbiamo comparato le soluzioni esatte con i risultati numerici ottenuti usando il risolutore modificato. Per farlo, si è sfruttata la teorica e numerica campagna performata da Rosatti e Begnudelli (2010). Successivamente, gli studi sperimentali di Kikkert e altri (2012), Briganti e altri (2011) e O’Donoghue e altri (2010) sono sfruttati per valutare la performance del risolutore modficato. L’aspetto chiave di queste validazioni è il ruolo del BBL, che influenza significativamente le componenti idrodinamiche lungo tutta la costa. Nella seconda fase, l’evoluzione morfologica di un’italiana spiagga con la sabbia di Senigallia (estuario di Senigallia) è stata riprodotta. L’evoluzione della spiaggia prima e dopo il 28 Febbraio 2016, con la tempesta di Scirocco (ESE) durò 18 ore, si è scoperto usando i risultati numerici del risolutore avanzato. La migrazione del banco di sabbia e la posizione del litorale che è il risultato delle simulazioni numeriche sono comparate con quelle del set di dati di immagini video presentate da Melito e altri. [2]. Una tale validazione rivela che i modelli migliorati surclassano i modelli originali in termini di evoluzione del fondale marino, migrazione delle barre di sabbia e posizione del litorale. Questo miglioramento è sia qualitativo che quantitativo. Il modello originale fallisce nel catturare bene i movimenti delle barre del limite laterale sinistro del dominio numerico mentre i modelli migliorati, specialmente quelli migliorati sia con risolutori BBL che con risolutori SST generano predizioni accurate del pattern di migrazione delle barre. Tutto sommato i risultati numerici rivelati dai modelli migliorati predicono accuratamente il flusso dei parametri e l’evoluzione del fondale e la migrazione delle barre d sabbia. Inoltre, l’inclusione della fisica BBL permette al modello di calcolare i fattori di frizione vicino alla realtà e conseguentemente i flussi di sedimento e il flusso idrodinamico possono essere simulati con alta precisione. Calcolare il flusso di sedimento sospeso basandosi sulla soluzione numerica dell’equazione di avvezione-diffusione media in profondità rende le predizioni sul profilo del fondale più affidabili. Per ricerche future, si raccomanda che il flusso di sedimenti di detriti solidi, che è di grande importanza nell’aggiornare il profilo del fondale, è determinato da alcuni robusti approcci. Inoltre, l’equazione di Exner potrebbe contenere i termini di ritiro e deposito come suggerito da alcuni ricercatori. I modelli migliorati possono essere implementati per riprodurre il profilo del fondale alla punta di alcune strutture costiere, come ad esempio frangiflutti e dighe sotto l’azione di onde stazionarie o che si infrangono. La performance del modello può essere migliorata per predire le idro-morfodinamiche di spiagge porose e permabili.
Scheda della pubblicazione: https://iris.univpm.it/handle/11566/290130

Effects of stiffness and configuration of brace-viscous damper systems on the response mitigation of offshore jacket platforms
APPLIED OCEAN RESEARCH
Autore/i: Vaezi, M.; Pourzangbar, A.; Fadavi, M.; Mousavi, S. M.; Sabbahfar, P.; Brocchini, M.
Classificazione: 1 Contributo su Rivista
Abstract: We investigate the effects of a brace-viscous damper system on the dynamic response of offshore platforms. To do this, offshore jacket platforms with various distributions and three different configurations of brace-viscous damper systems - toggle, chevron, and diagonal configurations - and a wide range of brace stiffness are numerically modelled under the loading of irregular waves in ANSYS software. The dynamic response of the developed numerical model and its various brace-viscous damper configurations are validated against literature experimental and numerical results. Such a validation revealed an excellent agreement between the numerical results and the benchmark data. The results suggest that the standard deviation of the platform displacement given by a toggle configuration is less than that due to the chevron and diagonal configurations. Moreover, the maximum reduction of the base shear force is achieved by the application of the toggle configuration. Regarding the brace stiffness (area), for a reference damping coefficient of 500 N.m/s, a 54% increase in the brace area (from 42 to 91.8 mm2) results in a 21.26%, 38.61%, and 17.57% reduction in the structure displacement response for the diagonal, chevron, and toggle configurations, respectively. Using the results of the numerical simulations, we propose the spatially-optimized distribution of the brace-viscous damper system. Comparing the numerical results of this paper with those of field observations it was shown that the viscous damper with toggle configuration outperforms both the viscoelastic damper and uncontrolled platforms in terms of dynamic response.
Scheda della pubblicazione: https://iris.univpm.it/handle/11566/287980

Prediction of scour depth at breakwaters due to non-breaking waves using machine learning approaches
APPLIED OCEAN RESEARCH
Autore/i: Pourzangbar, Ali; Brocchini, Maurizio; Saber, Aniseh; Mahjoobi, Javad; Mirzaaghasi, Masoud; Barzegar, Mohammad
Classificazione: 1 Contributo su Rivista
Abstract: Coastal structures may cease to function properly due to seabed scouring. Hence, prediction of the maximum scour depth is of great importance for the protection of these structures. Since scour is the result of a complicated interaction between structure, sediment, and incoming waves, empirical equations are notas accurate as machine learning schemes, which are being widely employed for the coastal engineering modeling. In this paper, which can be regarded as an extension of Pourzangbar et al. (2016), two soft computing methods, a support vector regression (SVR), and a model tree algorithm (M5'), have been implemented to predict the maximum scour depth due to non-breaking waves. The models predict therelative scour depth (Smax/H0) on the basis of the following variables: relative water depth at the toe ofthe breakwater (htoe/L0), Shields parameter (theta), non-breaking wave steepness (H0/L0), and reflection coef-ficient (Cr). 95 laboratory data points, extracted from dedicated experimental studies, have been used for developing the models, whose performances have been assessed on the basis of statistical parameters.The results suggest that all of the developed models predict the maximum scour depth with high preci-sion, the M5model performed marginally better than the SVR model and also allowed to define a set oftransparent and physically sound relationships. Such relationships, which are in good agreement withthe existing empirical findings, show that the relative scour depth is mainly affected by wave reflection.
Scheda della pubblicazione: https://iris.univpm.it/handle/11566/247012