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Vortex trajectory hysteresis above self-formed vortex ripples / Admiraal, David in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 437-450 p. Titre : Vortex trajectory hysteresis above self-formed vortex ripples Titre original : Hystérésis de trajectoire de tourbillons sur des rides auto-formées par des tourbillons Type de document : texte imprimé Auteurs : Admiraal, David, Auteur ; Musalem-Jara, Rodrigo, Auteur ; Garcia, Marcelo, Auteur ; Nino, Yarko, Auteur Article en page(s) : 437-450 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Oscillatory  flow  Sediment  transport  Fluorescent  tracers  PIV  Sand  ripplesEcoulement  oscillant  Transport  de  sédiment  Traceurs  fluorescents  PIV  Ondulation  de  sable 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 : Particle image velocimetry (PIV) using fluorescent tracer particles has been used to measure the velocity field of the fluid above self-formed vortex ripples in an oscillatory flow with suspended sediment. Measured velocities were used to find distributions of phase-averaged velocity and vorticity. Using the distributions, discrete vortices were then identified and tracked. Vortices that originated in the wakes of ripples were carried by the flow to adjacent ripples where they recombined with vortices being generated during the next half-cycle of the flow. Two possible states were observed for similar flow conditions, where vortex migration was either 0.9 or 1.5 ripple wavelengths before recombination. Evidence indicates that this may be the result of two possible ripple wavelengths: one that is approximately twice the flow amplitude, and one that is approximately 1.4 times the flow amplitude. The 2-D circulation strength of discrete vortices, defined as the integral of vorticity over the area of the vortex, was numerically estimated from PIV measurements. Maximum dimensionless values of circulation tend to increase as the Reynolds number of the oscillatory flow increases and to decrease as the mobility parameter (a dimensionless number that quantifies the sediment transport capacity of the oscillatory flow) increases. This is interpreted as an effect of enhanced dissipation of vorticity due to the presence of increasing concentrations of entrained sediment as the mobility number increases. L'image de particules velocimetry (PIV) en utilisant les particules fluorescentes de traceur a été employée pour mesurer le champ de vitesse du fluide au-dessus de l'ondulation individu-formée de vortex dans un écoulement oscillant avec le sédiment suspendu. Des vitesses mesurées ont été employées pour trouver des distributions de vitesse et de vorticité phase-faites la moyenne. En utilisant les distributions, des vortexes discrets ont été alors identifiés et dépistés. Des vortexes qui ont provenu des sillages de l'ondulation ont été portés par l'écoulement à l'ondulation adjacente où ils ont recombiné avec des vortexes étant produits pendant le prochain moitié-cycle de l'écoulement. On a observé deux états possibles pour les états semblables d'écoulement, où la migration de vortex était 0.9 ou 1.5 longueur d'onde d'ondulation avant recombinaison. L'évidence indique que ceci peut être le résultat de deux longueurs d'onde possibles d'ondulation : un qui est approximativement deux fois l'amplitude d'écoulement, et un qui sont approximativement 1.4 fois l'amplitude d'écoulement. La 2-D force de circulation des vortexes discrets, définie comme intégrale de vorticité au-dessus du secteur du vortex, a été numériquement estimée à partir des mesures de PIV. Les valeurs sans dimensions maximum de la circulation tendent à augmenter à mesure que le nombre de Reynolds des augmentations oscillantes d'écoulement et pour diminuer à mesure que le paramètre de mobilité (un nombre sans dimensions qui mesure la capacité de transport de sédiment de l'écoulement oscillant) augmente. Ceci est interprété à mesure qu'un effet de la dissipation augmentée de la vorticité due à la présence des concentrations croissantes de sédiment entraîné à mesure que le nombre de mobilité augmente. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Sédiments (géologie) -- Transport En ligne : dadmiraal@unl.edu [article] Vortex trajectory hysteresis above self-formed vortex ripples = Hystérésis de trajectoire de tourbillons sur des rides auto-formées par des tourbillons [texte imprimé] / Admiraal, David, Auteur ; Musalem-Jara, Rodrigo, Auteur ; Garcia, Marcelo, Auteur ; Nino, Yarko, Auteur . - 437-450 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 437-450 p. Mots-clés : Oscillatory  flow  Sediment  transport  Fluorescent  tracers  PIV  Sand  ripplesEcoulement  oscillant  Transport  de  sédiment  Traceurs  fluorescents  PIV  Ondulation  de  sable 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 : Particle image velocimetry (PIV) using fluorescent tracer particles has been used to measure the velocity field of the fluid above self-formed vortex ripples in an oscillatory flow with suspended sediment. Measured velocities were used to find distributions of phase-averaged velocity and vorticity. Using the distributions, discrete vortices were then identified and tracked. Vortices that originated in the wakes of ripples were carried by the flow to adjacent ripples where they recombined with vortices being generated during the next half-cycle of the flow. Two possible states were observed for similar flow conditions, where vortex migration was either 0.9 or 1.5 ripple wavelengths before recombination. Evidence indicates that this may be the result of two possible ripple wavelengths: one that is approximately twice the flow amplitude, and one that is approximately 1.4 times the flow amplitude. The 2-D circulation strength of discrete vortices, defined as the integral of vorticity over the area of the vortex, was numerically estimated from PIV measurements. Maximum dimensionless values of circulation tend to increase as the Reynolds number of the oscillatory flow increases and to decrease as the mobility parameter (a dimensionless number that quantifies the sediment transport capacity of the oscillatory flow) increases. This is interpreted as an effect of enhanced dissipation of vorticity due to the presence of increasing concentrations of entrained sediment as the mobility number increases. L'image de particules velocimetry (PIV) en utilisant les particules fluorescentes de traceur a été employée pour mesurer le champ de vitesse du fluide au-dessus de l'ondulation individu-formée de vortex dans un écoulement oscillant avec le sédiment suspendu. Des vitesses mesurées ont été employées pour trouver des distributions de vitesse et de vorticité phase-faites la moyenne. En utilisant les distributions, des vortexes discrets ont été alors identifiés et dépistés. Des vortexes qui ont provenu des sillages de l'ondulation ont été portés par l'écoulement à l'ondulation adjacente où ils ont recombiné avec des vortexes étant produits pendant le prochain moitié-cycle de l'écoulement. On a observé deux états possibles pour les états semblables d'écoulement, où la migration de vortex était 0.9 ou 1.5 longueur d'onde d'ondulation avant recombinaison. L'évidence indique que ceci peut être le résultat de deux longueurs d'onde possibles d'ondulation : un qui est approximativement deux fois l'amplitude d'écoulement, et un qui sont approximativement 1.4 fois l'amplitude d'écoulement. La 2-D force de circulation des vortexes discrets, définie comme intégrale de vorticité au-dessus du secteur du vortex, a été numériquement estimée à partir des mesures de PIV. Les valeurs sans dimensions maximum de la circulation tendent à augmenter à mesure que le nombre de Reynolds des augmentations oscillantes d'écoulement et pour diminuer à mesure que le paramètre de mobilité (un nombre sans dimensions qui mesure la capacité de transport de sédiment de l'écoulement oscillant) augmente. Ceci est interprété à mesure qu'un effet de la dissipation augmentée de la vorticité due à la présence des concentrations croissantes de sédiment entraîné à mesure que le nombre de mobilité augmente. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Sédiments (géologie) -- Transport En ligne : dadmiraal@unl.edu