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Air entrainment processes in a full-scale rectangular dropshaft at large flows / Chanson, H. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°1 (2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°1 (2007) . - 43-53 p. Titre : Air entrainment processes in a full-scale rectangular dropshaft at large flows Titre original : Processus d'entraînement d'air à l'échelle un dans un puits rectangulaire avec de forts écoulement Type de document : texte imprimé Auteurs : Chanson, H., Auteur Article en page(s) : 43-53 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dropshaft  Air  entrainment  Flow  patterns  Bubly  flow  structure  Full  scale  physical  modelling  Acoustic  signature  Dropshaft  Entraînement  d'air  Modèles  d'écoulement  Structure  pétillante  d'écoulement  Modélisation  complet  d'examen  médical  Signature  acoustique Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Rectangular dropshafts, commonly used in sewers and storm water systems, are characterized by significant flow aeration. New detailed air–water flow measurements were conducted in a near-full-scale dropshaft at large discharges. In the shaft pool and outflow channel, the results demonstrated the complexity of different competitive air entrainment mechanisms. Bubble size measurements showed a broad range of entrained bubble sizes. Analysis of streamwise distributions of bubbles suggested further some clustering process in the bubbly flow although, in the outflow channel, bubble chords were in average smaller than in the shaft pool. A robust hydrophone was tested to measure bubble acoustic spectra and to assess its field application potential. The acoustic results characterized accurately the order of magnitude of entrained bubble sizes, but the transformation from acoustic frequencies to bubble radii did not predict correctly the probability distribution functions of bubble sizes. Des puits utilisés généralement rectangulaires dans les égouts et les systèmes de précipitation exceptionelle, sont caractérisés par aération significative d'écoulement. De nouvelles mesures détaillées d'écoulement d'eau d'air ont été conduites dans un puits complet proche à de grandes décharges. Dans la piscine d'axe et le canal de sortie, les résultats ont démontré la complexité de différents mécanismes concurrentiels d'entraînement d'air. Les mesures de taille de bulle ont montré une large gamme des tailles entraînées de bulle. L'analyse des distributions des bulles a suggéré plus loin un certain processus groupant dans l'écoulement pétillant bien que, dans le canal d'écoulement de sortie, les cordes de bulle aient été dans plus petit moyen que dans la piscine d'axe. Un hydrophone robuste a été examiné pour mesurer des spectres acoustiques de bulle et pour évaluer son potentiel d'application de champ. Les résultats acoustiques ont caractérisé exactement l'ordre de grandeur de tailles entraînées de bulle, mais la transformation des fréquences acoustiques à bouillonner des rayons n'a pas prévu correctement les fonctions de distribution de probabilité des tailles de bulle. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Puits En ligne : h.chanson@uq.edu.au [article] Air entrainment processes in a full-scale rectangular dropshaft at large flows = Processus d'entraînement d'air à l'échelle un dans un puits rectangulaire avec de forts écoulement [texte imprimé] / Chanson, H., Auteur . - 43-53 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°1 (2007) . - 43-53 p. Mots-clés : Dropshaft  Air  entrainment  Flow  patterns  Bubly  flow  structure  Full  scale  physical  modelling  Acoustic  signature  Dropshaft  Entraînement  d'air  Modèles  d'écoulement  Structure  pétillante  d'écoulement  Modélisation  complet  d'examen  médical  Signature  acoustique Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Rectangular dropshafts, commonly used in sewers and storm water systems, are characterized by significant flow aeration. New detailed air–water flow measurements were conducted in a near-full-scale dropshaft at large discharges. In the shaft pool and outflow channel, the results demonstrated the complexity of different competitive air entrainment mechanisms. Bubble size measurements showed a broad range of entrained bubble sizes. Analysis of streamwise distributions of bubbles suggested further some clustering process in the bubbly flow although, in the outflow channel, bubble chords were in average smaller than in the shaft pool. A robust hydrophone was tested to measure bubble acoustic spectra and to assess its field application potential. The acoustic results characterized accurately the order of magnitude of entrained bubble sizes, but the transformation from acoustic frequencies to bubble radii did not predict correctly the probability distribution functions of bubble sizes. Des puits utilisés généralement rectangulaires dans les égouts et les systèmes de précipitation exceptionelle, sont caractérisés par aération significative d'écoulement. De nouvelles mesures détaillées d'écoulement d'eau d'air ont été conduites dans un puits complet proche à de grandes décharges. Dans la piscine d'axe et le canal de sortie, les résultats ont démontré la complexité de différents mécanismes concurrentiels d'entraînement d'air. Les mesures de taille de bulle ont montré une large gamme des tailles entraînées de bulle. L'analyse des distributions des bulles a suggéré plus loin un certain processus groupant dans l'écoulement pétillant bien que, dans le canal d'écoulement de sortie, les cordes de bulle aient été dans plus petit moyen que dans la piscine d'axe. Un hydrophone robuste a été examiné pour mesurer des spectres acoustiques de bulle et pour évaluer son potentiel d'application de champ. Les résultats acoustiques ont caractérisé exactement l'ordre de grandeur de tailles entraînées de bulle, mais la transformation des fréquences acoustiques à bouillonner des rayons n'a pas prévu correctement les fonctions de distribution de probabilité des tailles de bulle. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Puits En ligne : h.chanson@uq.edu.au

Flow patterns in nappe flow regime down low gradient stepped chutes / Toombes, L. in Journal of hydraulic research, Vol. 46 N°1 (2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 4-14 p. Titre : Flow patterns in nappe flow regime down low gradient stepped chutes Titre original : Configurations des écoulements en nappe le long des déversoirs en gradins à pente faible Type de document : texte imprimé Auteurs : Toombes, L., Auteur ; Chanson, H., Auteur Article en page(s) : 4-14 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Spillways  Stepped  channels  Low  gradient  Nappe  flow  regime  Air-water  flow  Three-dimensional  flow  patterns  Cascades  Déversoirs  Canaux  renforcés  Pente  faible  Régime  d'écoulement  de  Nappe  Ecoulement  air-eau  Configurations  d'écoulement  tridimensionnel  Cascades Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Although modern gravity dam spillways include often steep chutes operating in skimming flow regime, succession of free-falling nappes (i.e. nappe flow regime) are more common on low gradient chutes and cascades, and this flow situation received little attention to date. New experiments were conducted in nappe flows without hydraulic jump in two large-size facilities with flat slopes. The flow on the stepped cascade displayed complex, three-dimensional patterns. Detailed air-water flow measurements were performed in the jet, at nappe impact and in the downstream flow region. Key results demonstrated that the flow on each step was rapidly varied, highly three-dimensional and strongly aerated. Bien que les déversoirs modernes de barrage de poids incluent souvent des pentes raides fonctionnant en régime écumant , les successions de nappes en chute libre (c.-à-d. régime d'écoulement de nappe) sont plus commune sur les descendeurs et les cascades à pente faible, et cette situation d'écoulement reçue peu d'attention jusqu'ici. De nouvelles expériences ont été entreprises dans des écoulements de nappe sans saut hydraulique dans deux équipements de grande taille avec les pentes plates. L'écoulement sur la cascade faite un pas a montré les modèles complexes et tridimensionnels. Des mesures détaillées d'écoulement de l'air-eau ont été effectuées dans le gicleur, à l'impact de nappe et dans la région descendant d'écoulement. Les résultats principaux ont démontré que l'écoulement sur chaque étape a été rapidement varié, fortement tridimensionnel et fortement aéré. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Déversoirs En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/ [article] Flow patterns in nappe flow regime down low gradient stepped chutes = Configurations des écoulements en nappe le long des déversoirs en gradins à pente faible [texte imprimé] / Toombes, L., Auteur ; Chanson, H., Auteur . - 4-14 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 4-14 p. Mots-clés : Spillways  Stepped  channels  Low  gradient  Nappe  flow  regime  Air-water  flow  Three-dimensional  flow  patterns  Cascades  Déversoirs  Canaux  renforcés  Pente  faible  Régime  d'écoulement  de  Nappe  Ecoulement  air-eau  Configurations  d'écoulement  tridimensionnel  Cascades Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Although modern gravity dam spillways include often steep chutes operating in skimming flow regime, succession of free-falling nappes (i.e. nappe flow regime) are more common on low gradient chutes and cascades, and this flow situation received little attention to date. New experiments were conducted in nappe flows without hydraulic jump in two large-size facilities with flat slopes. The flow on the stepped cascade displayed complex, three-dimensional patterns. Detailed air-water flow measurements were performed in the jet, at nappe impact and in the downstream flow region. Key results demonstrated that the flow on each step was rapidly varied, highly three-dimensional and strongly aerated. Bien que les déversoirs modernes de barrage de poids incluent souvent des pentes raides fonctionnant en régime écumant , les successions de nappes en chute libre (c.-à-d. régime d'écoulement de nappe) sont plus commune sur les descendeurs et les cascades à pente faible, et cette situation d'écoulement reçue peu d'attention jusqu'ici. De nouvelles expériences ont été entreprises dans des écoulements de nappe sans saut hydraulique dans deux équipements de grande taille avec les pentes plates. L'écoulement sur la cascade faite un pas a montré les modèles complexes et tridimensionnels. Des mesures détaillées d'écoulement de l'air-eau ont été effectuées dans le gicleur, à l'impact de nappe et dans la région descendant d'écoulement. Les résultats principaux ont démontré que l'écoulement sur chaque étape a été rapidement varié, fortement tridimensionnel et fortement aéré. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Déversoirs En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/

Free-surface aeration and momentum exchange at a bottom outlet / Toombes, L. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°1 (2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°1 (2007) . - 100-110 Titre : Free-surface aeration and momentum exchange at a bottom outlet Titre original : Arération de surface libre et échange de quantités de mouvement dans un rejet de fond Type de document : texte imprimé Auteurs : Toombes, L., Auteur ; Chanson, H., Auteur Article en page(s) : 100-110 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Water  jets  Free-surface  aeration  Momentum  exchange  Bottom  outlet  Air-water  flow  measurements  L'eau  en  jet  Surface  libre  Aération  de  libre-surface  Echange  d'élan  Sortie  inférieure  Mesures  d'écoulement  d'eau  d'air Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : This study aims to provide some new understanding of the air–water flow properties in highvelocity water jets discharging past an abrupt drop. Such a setup has been little studied to date despite the relevance to bottom outlets. Downstream of the step brink, the free-jet entrains air at both upper and lower air–water interfaces, as well as along the sides. An air–water shear layer develops at the lower nappe interface. At the lower nappe, the velocity redistribution was successfully modelled and the velocity field was found to be similar to that in two-dimensional wake flow. The results highlighted further two distinct flow regions. Close to the brink (Wex < 5000), the flow was dominated by momentum transfer. Further downstream (Wex > 5000), a strong competition between air bubble diffusion and momentum exchanges took place. Cette étude vise à fournir un certain nouvel arrangement des propriétés d'écoulement de l'air-eau dans l'eau de highvelocity voyage en jet la décharge après une baisse brusque. Une telle installation a été peu étudiée jusqu'ici en dépit de la pertinence avec les sorties inférieures. En aval de le bord d'étape, l'à jet libre entraîne l'air aux interfaces supérieures et inférieures de l'eau d'air, aussi bien que le long des côtés. Une couche de cisaillement de l'eau d'air se développe à l'interface inférieure de nappe. Au nappe inférieur, la redistribution de vitesse a été avec succès modelée et le champ de vitesse est avéré semblable à celui dans l'écoulement bidimensionnel de sillage. Les résultats ont accentué plus loin deux régions distinctes d'écoulement. Près du bord (Wex < 5000), l'écoulement a été dominé par transfert d'élan. Promouvoir en aval (Wex > 5000), une forte concurrence entre la diffusion de bulle d'air et les échanges d'élan ont eu lieu. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Surface libre En ligne : h.chanson@uq.edu.au [article] Free-surface aeration and momentum exchange at a bottom outlet = Arération de surface libre et échange de quantités de mouvement dans un rejet de fond [texte imprimé] / Toombes, L., Auteur ; Chanson, H., Auteur . - 100-110. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°1 (2007) . - 100-110 Mots-clés : Water  jets  Free-surface  aeration  Momentum  exchange  Bottom  outlet  Air-water  flow  measurements  L'eau  en  jet  Surface  libre  Aération  de  libre-surface  Echange  d'élan  Sortie  inférieure  Mesures  d'écoulement  d'eau  d'air Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : This study aims to provide some new understanding of the air–water flow properties in highvelocity water jets discharging past an abrupt drop. Such a setup has been little studied to date despite the relevance to bottom outlets. Downstream of the step brink, the free-jet entrains air at both upper and lower air–water interfaces, as well as along the sides. An air–water shear layer develops at the lower nappe interface. At the lower nappe, the velocity redistribution was successfully modelled and the velocity field was found to be similar to that in two-dimensional wake flow. The results highlighted further two distinct flow regions. Close to the brink (Wex < 5000), the flow was dominated by momentum transfer. Further downstream (Wex > 5000), a strong competition between air bubble diffusion and momentum exchanges took place. Cette étude vise à fournir un certain nouvel arrangement des propriétés d'écoulement de l'air-eau dans l'eau de highvelocity voyage en jet la décharge après une baisse brusque. Une telle installation a été peu étudiée jusqu'ici en dépit de la pertinence avec les sorties inférieures. En aval de le bord d'étape, l'à jet libre entraîne l'air aux interfaces supérieures et inférieures de l'eau d'air, aussi bien que le long des côtés. Une couche de cisaillement de l'eau d'air se développe à l'interface inférieure de nappe. Au nappe inférieur, la redistribution de vitesse a été avec succès modelée et le champ de vitesse est avéré semblable à celui dans l'écoulement bidimensionnel de sillage. Les résultats ont accentué plus loin deux régions distinctes d'écoulement. Près du bord (Wex < 5000), l'écoulement a été dominé par transfert d'élan. Promouvoir en aval (Wex > 5000), une forte concurrence entre la diffusion de bulle d'air et les échanges d'élan ont eu lieu. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Surface libre En ligne : h.chanson@uq.edu.au

Hydraulics of skimming flows on stepped chutes: The effects of inflow conditions? / Chanson, H. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°1 (2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°1 (2006) . - 51-60 p. Titre : Hydraulics of skimming flows on stepped chutes: The effects of inflow conditions? Titre original : L'hydraulique des écoulements écumants sur des chutes en marches d'escalier: les effets des conditions d'alimentation? Type de document : texte imprimé Auteurs : Chanson, H., Auteur Article en page(s) : 51-60 p. Note générale : Hydaulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Stepped  spillway  Skimming  flow  Inflow  condition  Inception  of  air  entrainment  Flow  resistance  Déversoir  Ecrémage  de  l'écoulement  Etat  d'apport  Commencement  de  l'entraînement  d'air  Résistance  d'écoulement Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Modern stepped spillways are typically designed for large discharge capacities corresponding to a skimming flow regime for which flow resistance is predominantly form drag. The writer demonstrates that the inflow conditions have some effect on the skimming flow properties. Boundary layer calculations show that the flow properties at inception of free-surface aeration are substantially different with pressurized intake. The re-analysis of experimental results highlights that the equivalent Darcy friction factor is f ~ 0.2 in average on uncontrolled stepped chute and f ~ 0.1 on stepped chute with pressurized intake. A simple design chart is presented to estimate the residual flow velocity, and the agreement of the calculations with experimental results is deemed satisfactory for preliminary design. Des déversoirs faits un pas modernes sont typiquement conçus pour de grandes capacités de décharge correspondant à un régime de écrémage d'écoulement pour lequel la résistance d'écoulement est principalement drague de forme. L'auteur démontre que les conditions d'apport ont un certain effet sur les propriétés de écrémage d'écoulement. Les calculs de couche de frontière prouvent que les propriétés d'écoulement au commencement de l'aération de libre-surface sont essentiellement différentes avec la prise pressurisée. La re-analyse des points culminants expérimentaux de résultats que le facteur équivalent de frottement de Darcy est le ~ 0.2 de f dans la moyenne sur le descendeur fait un pas non contrôlé et le ~ 0.1 de f sur le descendeur fait un pas avec la prise pressurisée. Un diagramme simple de conception est présenté pour estimer la vitesse résiduelle d'écoulement, et l'accord des calculs avec des résultats expérimentaux est considéré satisfaisant pour la conception préliminaire. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Déversoirs En ligne : h.chanson@uq.edu.au [article] Hydraulics of skimming flows on stepped chutes: The effects of inflow conditions? = L'hydraulique des écoulements écumants sur des chutes en marches d'escalier: les effets des conditions d'alimentation? [texte imprimé] / Chanson, H., Auteur . - 51-60 p. Hydaulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°1 (2006) . - 51-60 p. Mots-clés : Stepped  spillway  Skimming  flow  Inflow  condition  Inception  of  air  entrainment  Flow  resistance  Déversoir  Ecrémage  de  l'écoulement  Etat  d'apport  Commencement  de  l'entraînement  d'air  Résistance  d'écoulement Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Modern stepped spillways are typically designed for large discharge capacities corresponding to a skimming flow regime for which flow resistance is predominantly form drag. The writer demonstrates that the inflow conditions have some effect on the skimming flow properties. Boundary layer calculations show that the flow properties at inception of free-surface aeration are substantially different with pressurized intake. The re-analysis of experimental results highlights that the equivalent Darcy friction factor is f ~ 0.2 in average on uncontrolled stepped chute and f ~ 0.1 on stepped chute with pressurized intake. A simple design chart is presented to estimate the residual flow velocity, and the agreement of the calculations with experimental results is deemed satisfactory for preliminary design. Des déversoirs faits un pas modernes sont typiquement conçus pour de grandes capacités de décharge correspondant à un régime de écrémage d'écoulement pour lequel la résistance d'écoulement est principalement drague de forme. L'auteur démontre que les conditions d'apport ont un certain effet sur les propriétés de écrémage d'écoulement. Les calculs de couche de frontière prouvent que les propriétés d'écoulement au commencement de l'aération de libre-surface sont essentiellement différentes avec la prise pressurisée. La re-analyse des points culminants expérimentaux de résultats que le facteur équivalent de frottement de Darcy est le ~ 0.2 de f dans la moyenne sur le descendeur fait un pas non contrôlé et le ~ 0.1 de f sur le descendeur fait un pas avec la prise pressurisée. Un diagramme simple de conception est présenté pour estimer la vitesse résiduelle d'écoulement, et l'accord des calculs avec des résultats expérimentaux est considéré satisfaisant pour la conception préliminaire. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Déversoirs En ligne : h.chanson@uq.edu.au