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Ajouter le résultat dans votre panierJohann Nikuradse: Hydraulic experimenter / Willi H. Hager in Journal of hydraulic research, Vol. 46 n°4 (2008)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 435-444
Titre : Johann Nikuradse: Hydraulic experimenter Titre original : Johann Nikuradse - Expérientateur en hydraulique Type de document : texte imprimé Auteurs : Willi H. Hager, Auteur ; Uno Liiv, Auteur Article en page(s) : pp. 435-444 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Biography Experimentation History Hydraulics Piple flow 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 : Hydraulic engineers are familiar with the Nikuradse sand-roughened pipes, the ‘Nikuradse harp’ describing the friction coefficient of pipe flow, and the Nikuradse plots showing data points almost perfectly arranged along a curve. Who was Nikuradse, a collaborator of Ludwig Prandtl from Göttingen University? How did Nikuradse work, and where did he finally move? This article retraces the career and life of a person whose name is widely known in hydraulic engineering, but whose person has been obscured by the complicated European history from 1900 to 1950. Recently located documents shed additional light on the ‘Nikuradse case’ (Figure 1).
Les ingénieurs hydrauliciens connaissent les conduites à rugosité sableuse de Nikuradse, 'la harpe de Nikuradse' décrivant le coefficient de frottement de l'écoulement, et le tracé de Nikuradse montrant les points de mesures presque parfaitement disposés le long d'une courbe. Qui était Nikuradse, un collaborateur de Ludwig Prandtl de l'université de Gôttingen? Comment Nikuradse a-t-il travaillé, et où est-il allé finalement? Cet article retrace la carrière et la vie d'une personne dont le nom est largement connu en technologie hydraulique, mais dont la personne a été obscurcie par l'histoire européenne compliquée de 1900 à 1950. Des documents récemment localisés ont permis de mieux faire la lumière sur le "cas Nikuradse".
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Johann Nikuradse: Hydraulic experimenter = Johann Nikuradse - Expérientateur en hydraulique [texte imprimé] / Willi H. Hager, Auteur ; Uno Liiv, Auteur . - pp. 435-444.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 435-444
Mots-clés : Biography Experimentation History Hydraulics Piple flow 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 : Hydraulic engineers are familiar with the Nikuradse sand-roughened pipes, the ‘Nikuradse harp’ describing the friction coefficient of pipe flow, and the Nikuradse plots showing data points almost perfectly arranged along a curve. Who was Nikuradse, a collaborator of Ludwig Prandtl from Göttingen University? How did Nikuradse work, and where did he finally move? This article retraces the career and life of a person whose name is widely known in hydraulic engineering, but whose person has been obscured by the complicated European history from 1900 to 1950. Recently located documents shed additional light on the ‘Nikuradse case’ (Figure 1).
Les ingénieurs hydrauliciens connaissent les conduites à rugosité sableuse de Nikuradse, 'la harpe de Nikuradse' décrivant le coefficient de frottement de l'écoulement, et le tracé de Nikuradse montrant les points de mesures presque parfaitement disposés le long d'une courbe. Qui était Nikuradse, un collaborateur de Ludwig Prandtl de l'université de Gôttingen? Comment Nikuradse a-t-il travaillé, et où est-il allé finalement? Cet article retrace la carrière et la vie d'une personne dont le nom est largement connu en technologie hydraulique, mais dont la personne a été obscurcie par l'histoire européenne compliquée de 1900 à 1950. Des documents récemment localisés ont permis de mieux faire la lumière sur le "cas Nikuradse".
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 445-453
Titre : Large eddy simulation of a long asymmetric compound open channel Titre original : Simulation des grands tourbillons dans un long canal composé asymétrique à surface libre Type de document : texte imprimé Auteurs : John E. Cater, Auteur ; John J. R. Williams, Auteur Article en page(s) : pp. 445-453 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Asymmetric channel Computational hydraulics Large eddy simulation Open channel flow Vorticity dynamics 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 : A detailed Large Eddy Simulation of turbulent flow in a long compound open channel with one floodplain is reported. The Reynolds number is approximately 42,000 and the free surface was treated as fully deformable. The results are in agreement with experimental measurements and support the use of high spatial resolution and a large box length in contrast with a previous simulation of the same geometry. Details are reported of the time-varying floodplain flow and flow at the junction of the channel and the floodplain. A secondary flow is identified at the internal corner that persists and increases the bed stress on the floodplain. This phenomenon results from the lateral momentum transfer from the main channel by the extended secondary circulation existing in the interface region. This transfer of fluid is dominated by the relatively intense vorticity generated at the interface wall and corner. The regions of highest turbulent activity are elongated streaks near the walls that are aligned with the mean flow.
La simulation d'un écoulement turbulent par les grands tourbillons (LES) est détaillée ici pour un long canal composé à surface libre avec une plaine d'inondation. Le nombre de Reynolds est approximativement de 42.000 et la surface libre a été traitée comme entièrement déformable. Les résultats sont en accord avec des mesures expérimentales et supportent l'utilisation d'une haute résolution spatiale et d'une grande emprise contrairement à une simulation précédente de la même géométrie. On décrit les détails de l'écoulement variable en temps dans la plaine d'inondation et de l'écoulement à la jonction du canal et de la plaine. Un écoulement secondaire est identifié au coin interne qui persiste et augmente le frottement de fond dans la plaine d'inondation. Ce phénomène résulte du transfert de la quantité de mouvement latérale depuis le canal principal par la circulation secondaire étendue existant dans la région d'interface. Ce transfert de fluide est dominé par la vorticité relativement intense produite au mur et au coin de l'interface. Les zones de l'activité turbulente la plus élevée sont les stries qui s'étendent près des murs alignés avec l'écoulement moyen.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Large eddy simulation of a long asymmetric compound open channel = Simulation des grands tourbillons dans un long canal composé asymétrique à surface libre [texte imprimé] / John E. Cater, Auteur ; John J. R. Williams, Auteur . - pp. 445-453.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 445-453
Mots-clés : Asymmetric channel Computational hydraulics Large eddy simulation Open channel flow Vorticity dynamics 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 : A detailed Large Eddy Simulation of turbulent flow in a long compound open channel with one floodplain is reported. The Reynolds number is approximately 42,000 and the free surface was treated as fully deformable. The results are in agreement with experimental measurements and support the use of high spatial resolution and a large box length in contrast with a previous simulation of the same geometry. Details are reported of the time-varying floodplain flow and flow at the junction of the channel and the floodplain. A secondary flow is identified at the internal corner that persists and increases the bed stress on the floodplain. This phenomenon results from the lateral momentum transfer from the main channel by the extended secondary circulation existing in the interface region. This transfer of fluid is dominated by the relatively intense vorticity generated at the interface wall and corner. The regions of highest turbulent activity are elongated streaks near the walls that are aligned with the mean flow.
La simulation d'un écoulement turbulent par les grands tourbillons (LES) est détaillée ici pour un long canal composé à surface libre avec une plaine d'inondation. Le nombre de Reynolds est approximativement de 42.000 et la surface libre a été traitée comme entièrement déformable. Les résultats sont en accord avec des mesures expérimentales et supportent l'utilisation d'une haute résolution spatiale et d'une grande emprise contrairement à une simulation précédente de la même géométrie. On décrit les détails de l'écoulement variable en temps dans la plaine d'inondation et de l'écoulement à la jonction du canal et de la plaine. Un écoulement secondaire est identifié au coin interne qui persiste et augmente le frottement de fond dans la plaine d'inondation. Ce phénomène résulte du transfert de la quantité de mouvement latérale depuis le canal principal par la circulation secondaire étendue existant dans la région d'interface. Ce transfert de fluide est dominé par la vorticité relativement intense produite au mur et au coin de l'interface. Les zones de l'activité turbulente la plus élevée sont les stries qui s'étendent près des murs alignés avec l'écoulement moyen.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 454-465
Titre : Laboratory measurements of 3-D flow patterns and turbulence in straight open channel with rough bed Titre original : Mesures en laboratoire des configurations et de la turbulence des écoulements 3-D en canal ouvert avec lit rugueux Type de document : texte imprimé Auteurs : José F. Rodriguez, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 454-465 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : Laboratory experiments Rough bed Secondary circulation Straight open channels Turbulence 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 : Laboratory experiments have been carried out in order to study secondary circulation and flow variability in straight open channel flows over a rough bed. 3D flow velocities and turbulence characteristics were measured using a micro Acoustic Doppler Velocimeter. Two flow conditions were analyzed, with aspect ratios b/h (width over depth) of 8.5 and 6.3, respectively. These two cases cannot be classified in principle as narrow (b/h < 5) or wide (b/h > 10) channel flows, but exhibited well defined secondary flows in the whole cross section. Bed shear stresses and turbulence patterns were consistent with the secondary flow cellular circulation. These results contradict the general perception that secondary circulation cells die out at a distance of b > 2.5h from the walls. The behavior was attributed to the bed roughness (ks/h ~ 0.1) and to the difference in roughness between bed and walls, the latter being much smoother. The results allowed for quantification of hydrodynamic variability in terms of secondary velocities (5% of mean flow velocity), cores of high streamwise velocities (10% higher than surrounding flow) and bed shear stress (20% oscillation with respect to cross sectional averaged value). All these patterns are consistent with the very few results reported in the literature for similar roughness conditions. These results can be used to assess the background flow conditions existing in a straight channel with a plane bed, before the addition of pools and riffles as part of a restoration strategy for streams that have been channelized and do not present the flow variability needed to enhance habitat conditions.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Laboratory measurements of 3-D flow patterns and turbulence in straight open channel with rough bed = Mesures en laboratoire des configurations et de la turbulence des écoulements 3-D en canal ouvert avec lit rugueux [texte imprimé] / José F. Rodriguez, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 454-465.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 454-465
Mots-clés : Laboratory experiments Rough bed Secondary circulation Straight open channels Turbulence 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 : Laboratory experiments have been carried out in order to study secondary circulation and flow variability in straight open channel flows over a rough bed. 3D flow velocities and turbulence characteristics were measured using a micro Acoustic Doppler Velocimeter. Two flow conditions were analyzed, with aspect ratios b/h (width over depth) of 8.5 and 6.3, respectively. These two cases cannot be classified in principle as narrow (b/h < 5) or wide (b/h > 10) channel flows, but exhibited well defined secondary flows in the whole cross section. Bed shear stresses and turbulence patterns were consistent with the secondary flow cellular circulation. These results contradict the general perception that secondary circulation cells die out at a distance of b > 2.5h from the walls. The behavior was attributed to the bed roughness (ks/h ~ 0.1) and to the difference in roughness between bed and walls, the latter being much smoother. The results allowed for quantification of hydrodynamic variability in terms of secondary velocities (5% of mean flow velocity), cores of high streamwise velocities (10% higher than surrounding flow) and bed shear stress (20% oscillation with respect to cross sectional averaged value). All these patterns are consistent with the very few results reported in the literature for similar roughness conditions. These results can be used to assess the background flow conditions existing in a straight channel with a plane bed, before the addition of pools and riffles as part of a restoration strategy for streams that have been channelized and do not present the flow variability needed to enhance habitat conditions.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 446-475
Titre : Integration of a shallow water model with a local time step Titre original : Intégration d'un modèle en eau peu profonde avec un pas de temps local Type de document : texte imprimé Auteurs : Sanders Brett F., Auteur Article en page(s) : pp. 446-475 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dam-break Finite volume Flood modeling Local time stepping Shallow-water equations 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 : A Local Time Stepping (LTS) scheme was applied to an explicit Godunov-type shallow-water model to improve run-time efficiency. Using LTS, the solution in each cell is advanced with the largest power of two multiple of the global time step required for stability, Δt, that satisfies the local criterion for stability. A careful sequencing of flux calculations and solution updates ensures conservation. Test problems including practical applications show that LTS achieves run-time reductions ranging from 50 to 70% without loss of accuracy. In addition, a four level scheme that coordinates time steps of Δt, 2Δt, 4Δt, and 8Δt performs best in idealized and practical test problems considered for this study. Additional levels achieve no further reduction in run time, and in some cases cause instability and deteriorate conservation.
Un schéma de progression locale du temps (LTS) a été appliqué à un modèle de type Godounov explicite en eau peu profonde pour améliorer les performances d'exécution. En utilisant le LTS, la solution dans chaque cellule est avancée avec la plus grande puissance de 2 multiple du pas de temps global exigé pour la stabilité, At, qui satisfait le critère local de stabilité. Un séquencement soigneux des calculs de flux et des mises à jour de solution assure la conservation. Les cas tests comprenant des applications pratiques prouvent que le LTS réalise des réductions d'exécution de 50 à 70% sans perte de précision. En outre, un schéma à quatre niveaux qui coordonne les pas de temps At, 2Δt, 4Δt, et Δt est meilleur dans les cas tests théoriques et pratiques considérés dans cette étude. Des niveaux supplémentaires ne réalisent aucune autre réduction de temps d'exécution, et dans certains cas créent des instabilités et détériorent la conservation.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Integration of a shallow water model with a local time step = Intégration d'un modèle en eau peu profonde avec un pas de temps local [texte imprimé] / Sanders Brett F., Auteur . - pp. 446-475.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 446-475
Mots-clés : Dam-break Finite volume Flood modeling Local time stepping Shallow-water equations 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 : A Local Time Stepping (LTS) scheme was applied to an explicit Godunov-type shallow-water model to improve run-time efficiency. Using LTS, the solution in each cell is advanced with the largest power of two multiple of the global time step required for stability, Δt, that satisfies the local criterion for stability. A careful sequencing of flux calculations and solution updates ensures conservation. Test problems including practical applications show that LTS achieves run-time reductions ranging from 50 to 70% without loss of accuracy. In addition, a four level scheme that coordinates time steps of Δt, 2Δt, 4Δt, and 8Δt performs best in idealized and practical test problems considered for this study. Additional levels achieve no further reduction in run time, and in some cases cause instability and deteriorate conservation.
Un schéma de progression locale du temps (LTS) a été appliqué à un modèle de type Godounov explicite en eau peu profonde pour améliorer les performances d'exécution. En utilisant le LTS, la solution dans chaque cellule est avancée avec la plus grande puissance de 2 multiple du pas de temps global exigé pour la stabilité, At, qui satisfait le critère local de stabilité. Un séquencement soigneux des calculs de flux et des mises à jour de solution assure la conservation. Les cas tests comprenant des applications pratiques prouvent que le LTS réalise des réductions d'exécution de 50 à 70% sans perte de précision. En outre, un schéma à quatre niveaux qui coordonne les pas de temps At, 2Δt, 4Δt, et Δt est meilleur dans les cas tests théoriques et pratiques considérés dans cette étude. Des niveaux supplémentaires ne réalisent aucune autre réduction de temps d'exécution, et dans certains cas créent des instabilités et détériorent la conservation.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 476-488
Titre : Review of seepage effects on turbulent open-channel flow and sediment entrainment Titre original : Examen des effets de l'infiltration sur les écoulements turbulents en canal à surface libre et sur l'entraînement des sédiments Type de document : texte imprimé Auteurs : Lu, Yan, Auteur ; Yee-Meng Chiew, Auteur ; Cheng, Nian-Sheng, Auteur Article en page(s) : pp. 476-488 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Open channel flow Sediment Seepage Shear stress Turbulence Transport 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 : The paper presents a review on the state-of-the-art knowledge of how seepage affects the turbulence characteristics in open channel flow and its implication on sediment entrainment.Published literature shows that some effects have been intensively examined and the results are well known, such as seepage effects on mean flow velocity distributions.Understanding of the other effects remains rudimentary, such as variations of turbulence intensity and bed shear stresses.In fact, many of theseissues remain ambiguous with contradicting inferences and conclusions.For example, published literature is still not unanimous as to how turbulence intensities, bed shear stresses and bed particle stability change in the presence of seepage.By reviewing literature in this area published over the past thirty five years, the paper highlights the main conflicting results and attempts to explain these deviations with certain recommendations.
Cet article passe en revue l'état de l'art des connaissances sur la manière dont l'infiltration affecte les caractéristiques de la turbulence des écoulements en canal ouvert et son implication sur l'entraînement de sédiment. La littérature éditée prouve que certains effets ont été intensivement examinés et les résultats sont bien connus, comme les effets de l'infiltration sur des distributions moyennes de vitesse. La compréhension des autres effets reste rudimentaire, comme les variations d'intensité de la turbulence et des efforts de cisaillement de lit. En fait, beaucoup de questions restent ambiguës avec des inférences et des conclusions contradictoires. Par exemple, la littérature éditée n'est toujours pas unanime quant à la façon dont les intensités de turbulence, les efforts de cisaillement et la stabilité des particules de lit changent en présence d'infiltration. En passant en revue la littérature éditée sur le sujet au cours des trente-cinq dernières années, le présent article met en lumière les principaux résultats contradictoires et tente d'expliquer ces écarts en donnant certaines recommandations.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Review of seepage effects on turbulent open-channel flow and sediment entrainment = Examen des effets de l'infiltration sur les écoulements turbulents en canal à surface libre et sur l'entraînement des sédiments [texte imprimé] / Lu, Yan, Auteur ; Yee-Meng Chiew, Auteur ; Cheng, Nian-Sheng, Auteur . - pp. 476-488.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 476-488
Mots-clés : Open channel flow Sediment Seepage Shear stress Turbulence Transport 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 : The paper presents a review on the state-of-the-art knowledge of how seepage affects the turbulence characteristics in open channel flow and its implication on sediment entrainment.Published literature shows that some effects have been intensively examined and the results are well known, such as seepage effects on mean flow velocity distributions.Understanding of the other effects remains rudimentary, such as variations of turbulence intensity and bed shear stresses.In fact, many of theseissues remain ambiguous with contradicting inferences and conclusions.For example, published literature is still not unanimous as to how turbulence intensities, bed shear stresses and bed particle stability change in the presence of seepage.By reviewing literature in this area published over the past thirty five years, the paper highlights the main conflicting results and attempts to explain these deviations with certain recommendations.
Cet article passe en revue l'état de l'art des connaissances sur la manière dont l'infiltration affecte les caractéristiques de la turbulence des écoulements en canal ouvert et son implication sur l'entraînement de sédiment. La littérature éditée prouve que certains effets ont été intensivement examinés et les résultats sont bien connus, comme les effets de l'infiltration sur des distributions moyennes de vitesse. La compréhension des autres effets reste rudimentaire, comme les variations d'intensité de la turbulence et des efforts de cisaillement de lit. En fait, beaucoup de questions restent ambiguës avec des inférences et des conclusions contradictoires. Par exemple, la littérature éditée n'est toujours pas unanime quant à la façon dont les intensités de turbulence, les efforts de cisaillement et la stabilité des particules de lit changent en présence d'infiltration. En passant en revue la littérature éditée sur le sujet au cours des trente-cinq dernières années, le présent article met en lumière les principaux résultats contradictoires et tente d'expliquer ces écarts en donnant certaines recommandations.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 489-503
Titre : Experimental validation of a sediment transport two-dimensional depth-averaged numerical model using PIV and 3D Scanning Technologies Titre original : Validation expérimentale d'un modèle numérique bidimensionnel de transport solide moyenné en hauteur utilisant les technologies de PIV et de balayage 3D Type de document : texte imprimé Auteurs : Enrique Pena Gonzalez, Auteur ; Jaime Fe Marqués, Auteur Article en page(s) : pp. 489-503 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Sediment transport Two-dimensional models Lasers Model verification Laboratory tests Bed load movement 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 paper presents the experimental validation of a two-dimensional depth-averaged numerical model with uncoupled flow and sediment transport using the finite volume method. Tests were conducted at the Civil Engineering School of the University of A Coruña (Spain), using laser technologies such as Particle Image Velocimetry (PIV) and a three dimensional Scanner (3D-Scanner). This device measures bed elevations through calculations that take refraction into account. The numerical model presented here solves shallow water equations in the hydraulic field and calculates, through well-known empirical formulas, bedload transport of uniform granular sediments. A comparison between the numerical and experimental results, in the longitudinal and transversal direction, as well as in the evolution of the fundamental variables lead to the validation of the numerical model. Moreover, the application of laser technologies in fluvial hydraulics, especially with promising tools such as the 3D-Scanner, here presented, is another key point of this work.
Cet article présente la validation expérimentale d'un modèle numérique bidimensionnel en moyenne sur la profondeur de l'écoulement et du transport de sédiment non couplés et utilisant la méthode des volumes finis. Des essais ont été effectués à l'école de génie civil de l'université de Coruña (Espagne), à l'aide des technologies laser telles que la vélocimétrie par image de particules (PIV) et un module de balayage tridimensionnel (3D-Scanner). Ce dispositif mesure des profondeurs de lit en tenant compte de la réfraction. Le modèle numérique présenté résout les équations hydrauliques en eau peu profonde et calcule, par des formules empiriques bien connues, le transport de fond des sédiments granulaires uniformes. Une comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux des variables fondamentales, dans les directions longitudinales et transversales, et dans le temps, confirment la validation du modèle numérique. Par ailleurs, la présentation des technologies laser en hydraulique fluviale qui ont été appliquées, particulièrement avec les outils prometteurs, tels que le Scanner-3D, est un autre point clé de ce travail.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Experimental validation of a sediment transport two-dimensional depth-averaged numerical model using PIV and 3D Scanning Technologies = Validation expérimentale d'un modèle numérique bidimensionnel de transport solide moyenné en hauteur utilisant les technologies de PIV et de balayage 3D [texte imprimé] / Enrique Pena Gonzalez, Auteur ; Jaime Fe Marqués, Auteur . - pp. 489-503.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 489-503
Mots-clés : Sediment transport Two-dimensional models Lasers Model verification Laboratory tests Bed load movement 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 paper presents the experimental validation of a two-dimensional depth-averaged numerical model with uncoupled flow and sediment transport using the finite volume method. Tests were conducted at the Civil Engineering School of the University of A Coruña (Spain), using laser technologies such as Particle Image Velocimetry (PIV) and a three dimensional Scanner (3D-Scanner). This device measures bed elevations through calculations that take refraction into account. The numerical model presented here solves shallow water equations in the hydraulic field and calculates, through well-known empirical formulas, bedload transport of uniform granular sediments. A comparison between the numerical and experimental results, in the longitudinal and transversal direction, as well as in the evolution of the fundamental variables lead to the validation of the numerical model. Moreover, the application of laser technologies in fluvial hydraulics, especially with promising tools such as the 3D-Scanner, here presented, is another key point of this work.
Cet article présente la validation expérimentale d'un modèle numérique bidimensionnel en moyenne sur la profondeur de l'écoulement et du transport de sédiment non couplés et utilisant la méthode des volumes finis. Des essais ont été effectués à l'école de génie civil de l'université de Coruña (Espagne), à l'aide des technologies laser telles que la vélocimétrie par image de particules (PIV) et un module de balayage tridimensionnel (3D-Scanner). Ce dispositif mesure des profondeurs de lit en tenant compte de la réfraction. Le modèle numérique présenté résout les équations hydrauliques en eau peu profonde et calcule, par des formules empiriques bien connues, le transport de fond des sédiments granulaires uniformes. Une comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux des variables fondamentales, dans les directions longitudinales et transversales, et dans le temps, confirment la validation du modèle numérique. Par ailleurs, la présentation des technologies laser en hydraulique fluviale qui ont été appliquées, particulièrement avec les outils prometteurs, tels que le Scanner-3D, est un autre point clé de ce travail.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 504-515
Titre : Tailwater effects on the characteristics of a square jet near a free-surface Titre original : Les effets de l'aval sur les caractéristiques d'un jet carré près d'une surface libre Type de document : texte imprimé Auteurs : Girish Sankar, Auteur ; Ram Balachandar, Auteur ; Rupp Carriveau, Auteur Article en page(s) : pp. 504-515 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Confined square jet Free surface Jet flow Tailwater effect Turbulence characteristics 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 : Characteristics of a square jet near a free surface were experimentally studied at four different tailwater depths. Velocity measurements were made with a two-component laser Doppler anemometer at five stations along the jet streamwise axis. A qualitative assessment was made of the location of jet impingement on the free surface. The results reveal that the tailwater depth has little influence on the mean velocity distribution beyond a certain depth. Turbulence intensities and shear stress profiles indicate jet anisotropy and higher spread rates than an axi-symmetric free jet. The analysis of third-order moments divulged a marked increase in the turbulent ejection and entrainment events for the jet as the tailwater depth increased and the effect of free surface confinement was reduced. A quadrant analysis confirmed that the confinement effect due to the proximity of the free surface acted to curtail the ability of the jet to eject or entrain fluid.
Les caractéristiques d'un jet près d'une surface libre ont été expérimentalement étudiées pour quatre profondeurs différentes en aval. Des mesures de vitesse ont été faites avec un anémomètre laser Doppler à deux-composantes, en cinq stations le long de l'axe de l'écoulement du jet. Une évaluation qualitative a été faite du lieu d'impact du jet sur la surface libre. Les résultats indiquent que la profondeur aval influence peu la distribution moyenne de vitesse au delà d'une certaine profondeur. Les intensités de turbulence et les profils d'effort de cisaillement indiquent une anisotropie du jet et des taux de dispersion supérieurs à ceux d'un jet libre axisymétrique. L'analyse des moments de troisième ordre a montré une augmentation marquée des phénomènes turbulents d'éjection et d'entraînement pour le jet à mesure que la profondeur aval augmentait et que l'effet de confinement de la surface libre était réduit. Une analyse par quadrant a confirmé que l'effet de confinement dû à la proximité de la surface libre diminuait la capacité du jet à éjecter ou entraîner du fluide.
DEWEY : 627 ISSN : 0016-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Tailwater effects on the characteristics of a square jet near a free-surface = Les effets de l'aval sur les caractéristiques d'un jet carré près d'une surface libre [texte imprimé] / Girish Sankar, Auteur ; Ram Balachandar, Auteur ; Rupp Carriveau, Auteur . - pp. 504-515.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 504-515
Mots-clés : Confined square jet Free surface Jet flow Tailwater effect Turbulence characteristics 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 : Characteristics of a square jet near a free surface were experimentally studied at four different tailwater depths. Velocity measurements were made with a two-component laser Doppler anemometer at five stations along the jet streamwise axis. A qualitative assessment was made of the location of jet impingement on the free surface. The results reveal that the tailwater depth has little influence on the mean velocity distribution beyond a certain depth. Turbulence intensities and shear stress profiles indicate jet anisotropy and higher spread rates than an axi-symmetric free jet. The analysis of third-order moments divulged a marked increase in the turbulent ejection and entrainment events for the jet as the tailwater depth increased and the effect of free surface confinement was reduced. A quadrant analysis confirmed that the confinement effect due to the proximity of the free surface acted to curtail the ability of the jet to eject or entrain fluid.
Les caractéristiques d'un jet près d'une surface libre ont été expérimentalement étudiées pour quatre profondeurs différentes en aval. Des mesures de vitesse ont été faites avec un anémomètre laser Doppler à deux-composantes, en cinq stations le long de l'axe de l'écoulement du jet. Une évaluation qualitative a été faite du lieu d'impact du jet sur la surface libre. Les résultats indiquent que la profondeur aval influence peu la distribution moyenne de vitesse au delà d'une certaine profondeur. Les intensités de turbulence et les profils d'effort de cisaillement indiquent une anisotropie du jet et des taux de dispersion supérieurs à ceux d'un jet libre axisymétrique. L'analyse des moments de troisième ordre a montré une augmentation marquée des phénomènes turbulents d'éjection et d'entraînement pour le jet à mesure que la profondeur aval augmentait et que l'effet de confinement de la surface libre était réduit. Une analyse par quadrant a confirmé que l'effet de confinement dû à la proximité de la surface libre diminuait la capacité du jet à éjecter ou entraîner du fluide.
DEWEY : 627 ISSN : 0016-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 516-525
Titre : A transient 2-D water quality model for pipeline systems Titre original : Un modèle 2-D transitoire de qualité de l'eau pour des systèmes de canalisation Type de document : texte imprimé Auteurs : Gholamreza Naser, Auteur ; Karney, Bryan W., Auteur Article en page(s) : pp. 516-525 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Chemical constituent decay Finite difference method Method of characteristic Transient flow Turbulence model 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 develops a water quality model in a pipeline during transient conditions using a two-dimensional (2-D) approach including advection, diffusion, and reaction terms. More specifically, using a modified Vardy-Hwang hydraulic model, a 2-D transient model for flow was coupled with a 2-D advection-diffusion-reaction model for chemical constituent concentration. A five-region turbulence model is used to compute turbulent shear stresses. Using a fixed grid method of characteristics, the hydraulic equations are integrated numerically to determine the velocity and pressure head. Then, an explicit/implicit finite difference method is used to integrate the advection-diffusion-reaction equation (ADRE). A reservoir-pipe-valve-reservoir system illustrates the 2-D behaviour of transient flow due to a sudden valve opening and results are compared with a one-dimensional (1-D) counterpart. Although the system response using the two models is not dramatically different, the 2-D results do show some discernable increases in realism and insight over the 1-D model. Interestingly, the study also reveals that the Taylor model produces insufficient dispersion in a large-diameter pipe carrying a fully turbulent flow with large Reynolds number.
Cette étude développe un modèle de qualité de l'eau dans une canalisation pendant des états transitoires en utilisant une approche bidimensionnelle (2-D) comprenant la convection, la diffusion, et les termes de réaction. Plus spécifiquement, en utilisant un modèle hydraulique modifié de Vardy-Hwang, un modèle 2-D transitoire pour l'écoulement a été couplé à un modèle 2-D de convection-diffusion-réaction pour la concentration chimique des constituants. Un modèle de turbulence en cinq zones est employé pour calculer les efforts de cisaillement turbulents. En utilisant une méthode des caractéristiques en grille fixe, les équations hydrauliques sont intégrées numériquement pour déterminer la vitesse et la charge. Puis, une méthode de différences finies explicite/implicite est employée pour intégrer l'équation de convection-diffusion-réaction (ADRE). Un système de réservoir-conduite-vanne illustre le comportement 2-D de l'écoulement transitoire suite à une ouverture soudaine de vanne et les résultats sont comparés à une approche unidimensionnelle (1-D). Bien que les réponses des deux modèles ne soient pas nettement différentes, les résultats 2-D montrent un peu plus de réalisme et de discernement par rapport au modèle 1-D. D'une manière intéressante, l'étude montre également que le modèle de Taylor produit une dispersion insuffisante dans une conduite de large diamètre avec un écoulement pleinement turbulent et un grand nombre de Reynolds.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] A transient 2-D water quality model for pipeline systems = Un modèle 2-D transitoire de qualité de l'eau pour des systèmes de canalisation [texte imprimé] / Gholamreza Naser, Auteur ; Karney, Bryan W., Auteur . - pp. 516-525.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 516-525
Mots-clés : Chemical constituent decay Finite difference method Method of characteristic Transient flow Turbulence model 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 develops a water quality model in a pipeline during transient conditions using a two-dimensional (2-D) approach including advection, diffusion, and reaction terms. More specifically, using a modified Vardy-Hwang hydraulic model, a 2-D transient model for flow was coupled with a 2-D advection-diffusion-reaction model for chemical constituent concentration. A five-region turbulence model is used to compute turbulent shear stresses. Using a fixed grid method of characteristics, the hydraulic equations are integrated numerically to determine the velocity and pressure head. Then, an explicit/implicit finite difference method is used to integrate the advection-diffusion-reaction equation (ADRE). A reservoir-pipe-valve-reservoir system illustrates the 2-D behaviour of transient flow due to a sudden valve opening and results are compared with a one-dimensional (1-D) counterpart. Although the system response using the two models is not dramatically different, the 2-D results do show some discernable increases in realism and insight over the 1-D model. Interestingly, the study also reveals that the Taylor model produces insufficient dispersion in a large-diameter pipe carrying a fully turbulent flow with large Reynolds number.
Cette étude développe un modèle de qualité de l'eau dans une canalisation pendant des états transitoires en utilisant une approche bidimensionnelle (2-D) comprenant la convection, la diffusion, et les termes de réaction. Plus spécifiquement, en utilisant un modèle hydraulique modifié de Vardy-Hwang, un modèle 2-D transitoire pour l'écoulement a été couplé à un modèle 2-D de convection-diffusion-réaction pour la concentration chimique des constituants. Un modèle de turbulence en cinq zones est employé pour calculer les efforts de cisaillement turbulents. En utilisant une méthode des caractéristiques en grille fixe, les équations hydrauliques sont intégrées numériquement pour déterminer la vitesse et la charge. Puis, une méthode de différences finies explicite/implicite est employée pour intégrer l'équation de convection-diffusion-réaction (ADRE). Un système de réservoir-conduite-vanne illustre le comportement 2-D de l'écoulement transitoire suite à une ouverture soudaine de vanne et les résultats sont comparés à une approche unidimensionnelle (1-D). Bien que les réponses des deux modèles ne soient pas nettement différentes, les résultats 2-D montrent un peu plus de réalisme et de discernement par rapport au modèle 1-D. D'une manière intéressante, l'étude montre également que le modèle de Taylor produit une dispersion insuffisante dans une conduite de large diamètre avec un écoulement pleinement turbulent et un grand nombre de Reynolds.
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in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 526-535
Titre : Integration of unsteady friction models in pipe flow simulations Titre original : Intégration des modèles de frottement instationnaires dans les simulations d'écoulement en conduite Type de document : texte imprimé Auteurs : Iztok Tiselj, Auteur ; Janez Gale, Auteur Article en page(s) : pp. 526-535 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Characteristic upwind method Pipe flow Unsteady models Water hammer 1D simulation 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 : Various approaches to integrate instantaneous acceleration models are examined. The basic physical model consists of the one-phase flow water hammer equations with the unsteady wall friction model of Brunone. The numerical scheme is based on characteristic upwind finite differences, representing an extension of the Godunov schemes to the non-conservative hyperbolic equations. The most accurate solutions result from the basic version of this method, which takes into account the effects of spatial and temporal derivatives of the unsteady friction term on the eigenvalues of the hyperbolic equations. A convergence analysis shows that second-order accuracy is obtained on smooth solutions with this approach, but only if the discontinuity in the unsteady friction correlation is removed. Two simpler numerical schemes treat the unsteady friction term as a source term and neglect its influence on the eigenvalues. The results obtained with the simplified schemes converge to the exact solutions, but exhibit larger numerical diffusivity than the basic version of the method.
Diverses approches pour intégrer les modèles instantanés d'accélération sont examinées. Le modèle physique de base comprend les équations du coup de bélier en écoulement monophasique avec le modèle instationnaire de frottement en paroi de Brunone. Le schéma numérique est basé sur les différences finies amont des caractéristiques, représentant une extension des schémas de Godunov aux équations hyperboliques non-conservatives. Les solutions les plus précises résultent de la version de base de cette méthode, qui tient compte des effets des dérivées spatiales et temporelles du terme de frottement instationnaire sur les valeurs propres des équations hyperboliques. Une analyse de convergence prouve que l'exactitude au second ordre est obtenue sur les solutions lisses avec cette approche, mais seulement si la discontinuité dans la corrélation du frottement instationnaire est supprimée. Deux schémas numériques plus simples traitent le terme de frottement instationnaire comme un terme source et négligent son influence sur les valeurs propres. Les résultats obtenus avec les schémas simplifiés convergent vers les solutions exactes, mais présentent une plus grande diffusion numérique que la version de base de la méthode.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Integration of unsteady friction models in pipe flow simulations = Intégration des modèles de frottement instationnaires dans les simulations d'écoulement en conduite [texte imprimé] / Iztok Tiselj, Auteur ; Janez Gale, Auteur . - pp. 526-535.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 526-535
Mots-clés : Characteristic upwind method Pipe flow Unsteady models Water hammer 1D simulation 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 : Various approaches to integrate instantaneous acceleration models are examined. The basic physical model consists of the one-phase flow water hammer equations with the unsteady wall friction model of Brunone. The numerical scheme is based on characteristic upwind finite differences, representing an extension of the Godunov schemes to the non-conservative hyperbolic equations. The most accurate solutions result from the basic version of this method, which takes into account the effects of spatial and temporal derivatives of the unsteady friction term on the eigenvalues of the hyperbolic equations. A convergence analysis shows that second-order accuracy is obtained on smooth solutions with this approach, but only if the discontinuity in the unsteady friction correlation is removed. Two simpler numerical schemes treat the unsteady friction term as a source term and neglect its influence on the eigenvalues. The results obtained with the simplified schemes converge to the exact solutions, but exhibit larger numerical diffusivity than the basic version of the method.
Diverses approches pour intégrer les modèles instantanés d'accélération sont examinées. Le modèle physique de base comprend les équations du coup de bélier en écoulement monophasique avec le modèle instationnaire de frottement en paroi de Brunone. Le schéma numérique est basé sur les différences finies amont des caractéristiques, représentant une extension des schémas de Godunov aux équations hyperboliques non-conservatives. Les solutions les plus précises résultent de la version de base de cette méthode, qui tient compte des effets des dérivées spatiales et temporelles du terme de frottement instationnaire sur les valeurs propres des équations hyperboliques. Une analyse de convergence prouve que l'exactitude au second ordre est obtenue sur les solutions lisses avec cette approche, mais seulement si la discontinuité dans la corrélation du frottement instationnaire est supprimée. Deux schémas numériques plus simples traitent le terme de frottement instationnaire comme un terme source et négligent son influence sur les valeurs propres. Les résultats obtenus avec les schémas simplifiés convergent vers les solutions exactes, mais présentent une plus grande diffusion numérique que la version de base de la méthode.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 536-542
Titre : Influence of foliage on flow resistance of emergent vegetation Titre original : Influence du feuillage sur la résistance à l'écoulement de la végétation émergée Type de document : texte imprimé Auteurs : Christopher S. James, Auteur ; Uwe K. Goldbeck, Auteur ; Anthony Patini, Auteur Article en page(s) : pp. 536-542 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Drag Flow resistance Resistance coefficient Vegetation Vegetated channels Vegetation drag 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 : Resistance equations for flow through emergent vegetation require estimation of the stem drag coefficient, which depends on the vegetation characteristics and the flow conditions. Values of the drag coefficient inferred from flow measurements are significantly larger than accepted values for long cylinders, and show greater variation with the stem Reynolds number. Experiments with real reeds and bulrushes show that representative values of the drag coefficient for single stem bulk vegetation can be determined from laboratory measurements. The variation of the drag coefficient with Reynolds number depends on the stem shape and the degree of foliation. Experiments using artificial stems with leaves set in fixed, deformed shapes show that this variation is also due to the change in projected area of the foliage as the leaves are deflected by the flow. Defining the drag coefficient in terms of the true projected area results in more constant values, but the true area cannot be estimated in practice. Equations, derived in terms of the rigid stem area, are therefore recommended for use, together with drag coefficients that account for the influence of the flexible foliage.
Les équations de résistance pour un écoulement traversant une végétation émergente nécessitent d'évaluer le coefficient de traînée des tiges, qui dépend des caractéristiques de la végétation et des conditions d'écoulement. Les valeurs du coefficient de traînée déduites des mesures d'écoulement sont sensiblement supérieures aux valeurs admises pour de longs cylindres, et montrent une plus grande variation par rapport au nombre de Reynolds de tige. Des expériences réalisées avec de vrais roseaux et quenouilles à feuilles larges prouvent que des valeurs représentatives du coefficient de traînée pour une végétation composée majoritairement de tiges peuvent être déterminées à partir de mesures en laboratoire. La variation du coefficient de traînée en fonction du nombre de Reynolds dépend de la forme des tiges et du degré de foliation. Les expériences utilisant des tiges artificielles avec des feuilles disposées dans des formes fixes et déformées prouvent que cette variation est également due au changement de la surface projetée du feuillage car les feuilles sont défléchies par l'écoulement. Définir le coefficient de traînée en termes de vraie surface projetée donne des valeurs plus constantes, mais la vraie surface ne peut pas être estimée dans la pratique. Les équations, obtenues en termes de section de tige rigide, sont donc recommandées à l'usage, en y joignant des coefficients de traînée traduisant l'influence du feuillage flexible.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Influence of foliage on flow resistance of emergent vegetation = Influence du feuillage sur la résistance à l'écoulement de la végétation émergée [texte imprimé] / Christopher S. James, Auteur ; Uwe K. Goldbeck, Auteur ; Anthony Patini, Auteur . - pp. 536-542.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 536-542
Mots-clés : Drag Flow resistance Resistance coefficient Vegetation Vegetated channels Vegetation drag 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 : Resistance equations for flow through emergent vegetation require estimation of the stem drag coefficient, which depends on the vegetation characteristics and the flow conditions. Values of the drag coefficient inferred from flow measurements are significantly larger than accepted values for long cylinders, and show greater variation with the stem Reynolds number. Experiments with real reeds and bulrushes show that representative values of the drag coefficient for single stem bulk vegetation can be determined from laboratory measurements. The variation of the drag coefficient with Reynolds number depends on the stem shape and the degree of foliation. Experiments using artificial stems with leaves set in fixed, deformed shapes show that this variation is also due to the change in projected area of the foliage as the leaves are deflected by the flow. Defining the drag coefficient in terms of the true projected area results in more constant values, but the true area cannot be estimated in practice. Equations, derived in terms of the rigid stem area, are therefore recommended for use, together with drag coefficients that account for the influence of the flexible foliage.
Les équations de résistance pour un écoulement traversant une végétation émergente nécessitent d'évaluer le coefficient de traînée des tiges, qui dépend des caractéristiques de la végétation et des conditions d'écoulement. Les valeurs du coefficient de traînée déduites des mesures d'écoulement sont sensiblement supérieures aux valeurs admises pour de longs cylindres, et montrent une plus grande variation par rapport au nombre de Reynolds de tige. Des expériences réalisées avec de vrais roseaux et quenouilles à feuilles larges prouvent que des valeurs représentatives du coefficient de traînée pour une végétation composée majoritairement de tiges peuvent être déterminées à partir de mesures en laboratoire. La variation du coefficient de traînée en fonction du nombre de Reynolds dépend de la forme des tiges et du degré de foliation. Les expériences utilisant des tiges artificielles avec des feuilles disposées dans des formes fixes et déformées prouvent que cette variation est également due au changement de la surface projetée du feuillage car les feuilles sont défléchies par l'écoulement. Définir le coefficient de traînée en termes de vraie surface projetée donne des valeurs plus constantes, mais la vraie surface ne peut pas être estimée dans la pratique. Les équations, obtenues en termes de section de tige rigide, sont donc recommandées à l'usage, en y joignant des coefficients de traînée traduisant l'influence du feuillage flexible.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 543-547
Titre : Curvilinear flow over round-crested weirs Titre original : Ecoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur Article en page(s) : pp. 543-547 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Critical flow One-dimensional flow Open channels Spillways Weirs 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 : Curvilinear flow over round-crested weirs is a problem of both theoretical and practical significance because of its presence in overflow structures used in dam engineering, and its connection to the critical flow principle of hydraulics. The Jaeger theory is generalized, assuming a linear law for the radius of curvature of the streamlines along a normal. A potential flow equation is developed and compared with experimental data concerning spillways operating at high heads. In addition, a new parameter governing the flow features is presented. A reasonable agreement is found between the computed and measured discharge coefficients, the critical flow depth, the bottom pressure over the spillway profiles and the velocity and pressure distributions. The proposed curved streamline flow model reproduces reasonably well the flow features of spillway flow up to an operating head twice the design head.
L'écoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie est un problème à la fois théorique et pratique en raison de sa présence dans les structures de débordement utilisées en technologie des barrages, et de sa relation au principe de l'écoulement critique en hydraulique. La théorie de Jaeger est généralisée, en adoptant une loi linéaire pour le rayon de courbure des lignes profilées le long d'une normale. Une équation d'écoulement potentiel est développée et comparée aux données expérimentales concernant les déversoirs fonctionnant en hautes chutes. En outre, un nouveau paramètre régissant les dispositifs d'écoulement est présenté. Un accord raisonnable est trouvé entre les coefficients de débit calculés et mesurés, le tirant d'eau critique, la pression sur les profils de déversoir et les distributions de vitesse et de pression. Le modèle proposé à lignes de courant curvilignes reproduit assez bien les caractéristiques de l'écoulement de déversoir jusqu'à une hauteur de chute de deux fois la hauteur de conception.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Curvilinear flow over round-crested weirs = Ecoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur . - pp. 543-547.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 543-547
Mots-clés : Critical flow One-dimensional flow Open channels Spillways Weirs 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 : Curvilinear flow over round-crested weirs is a problem of both theoretical and practical significance because of its presence in overflow structures used in dam engineering, and its connection to the critical flow principle of hydraulics. The Jaeger theory is generalized, assuming a linear law for the radius of curvature of the streamlines along a normal. A potential flow equation is developed and compared with experimental data concerning spillways operating at high heads. In addition, a new parameter governing the flow features is presented. A reasonable agreement is found between the computed and measured discharge coefficients, the critical flow depth, the bottom pressure over the spillway profiles and the velocity and pressure distributions. The proposed curved streamline flow model reproduces reasonably well the flow features of spillway flow up to an operating head twice the design head.
L'écoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie est un problème à la fois théorique et pratique en raison de sa présence dans les structures de débordement utilisées en technologie des barrages, et de sa relation au principe de l'écoulement critique en hydraulique. La théorie de Jaeger est généralisée, en adoptant une loi linéaire pour le rayon de courbure des lignes profilées le long d'une normale. Une équation d'écoulement potentiel est développée et comparée aux données expérimentales concernant les déversoirs fonctionnant en hautes chutes. En outre, un nouveau paramètre régissant les dispositifs d'écoulement est présenté. Un accord raisonnable est trouvé entre les coefficients de débit calculés et mesurés, le tirant d'eau critique, la pression sur les profils de déversoir et les distributions de vitesse et de pression. Le modèle proposé à lignes de courant curvilignes reproduit assez bien les caractéristiques de l'écoulement de déversoir jusqu'à une hauteur de chute de deux fois la hauteur de conception.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 548-552
Titre : Influence of secondary flow on distribution of suspended sediment concentration Titre original : Influence de l'écoulement secondaire sur la distribution de la concentration des sédiments en suspension Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhi-Qian Wang, Auteur ; Cheng, Nian-Sheng, Auteur Article en page(s) : pp. 548-552 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Open channel flow Secondary flow Sediment concentration Settling velocity Suspension Trapping 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 research attempts to qualitatively evaluate the effects of secondary flow on the distribution of suspended sediment concentration. The analysis is simplified using a special mode of secondary flows generated by longitudinal bedforms. In the presence of secondary flows, the distribution may be significantly distorted in the cross-sectional plane. Vertically, the concentration gradient increases in the upflow zone; laterally, the concentration distribution may vary periodically. The motion of suspended sediment particles is associated with the ratio of the maximum upwelling velocity to the sediment settling velocity. If the ratio is greater than unity, sediment particles are trapped in the retention zone and the concentration is homogenized.
Cette recherche essaye d'évaluer qualitativement les effets de l'écoulement secondaire sur la distribution de la concentration des sédiments en suspension. L'analyse est simplifiée en utilisant un mode spécial des écoulements secondaires produits par des formes longitudinales du lit. En présence d'écoulements secondaires, la distribution peut être sensiblement distordue dans la section transversale. Verticalement, le gradient de concentration augmente dans la zone de flux ascendant; latéralement, la distribution de concentration peut changer périodiquement. Le mouvement des particules en suspension est associé au rapport entre la vitesse maximum du courant ascendant et la vitesse de dépôt du sédiment. Si le rapport est plus grand que un, des particules de sédiment sont emprisonnées dans la zone de rétention et la concentration est homogénéisée.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Influence of secondary flow on distribution of suspended sediment concentration = Influence de l'écoulement secondaire sur la distribution de la concentration des sédiments en suspension [texte imprimé] / Zhi-Qian Wang, Auteur ; Cheng, Nian-Sheng, Auteur . - pp. 548-552.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 548-552
Mots-clés : Open channel flow Secondary flow Sediment concentration Settling velocity Suspension Trapping 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 research attempts to qualitatively evaluate the effects of secondary flow on the distribution of suspended sediment concentration. The analysis is simplified using a special mode of secondary flows generated by longitudinal bedforms. In the presence of secondary flows, the distribution may be significantly distorted in the cross-sectional plane. Vertically, the concentration gradient increases in the upflow zone; laterally, the concentration distribution may vary periodically. The motion of suspended sediment particles is associated with the ratio of the maximum upwelling velocity to the sediment settling velocity. If the ratio is greater than unity, sediment particles are trapped in the retention zone and the concentration is homogenized.
Cette recherche essaye d'évaluer qualitativement les effets de l'écoulement secondaire sur la distribution de la concentration des sédiments en suspension. L'analyse est simplifiée en utilisant un mode spécial des écoulements secondaires produits par des formes longitudinales du lit. En présence d'écoulements secondaires, la distribution peut être sensiblement distordue dans la section transversale. Verticalement, le gradient de concentration augmente dans la zone de flux ascendant; latéralement, la distribution de concentration peut changer périodiquement. Le mouvement des particules en suspension est associé au rapport entre la vitesse maximum du courant ascendant et la vitesse de dépôt du sédiment. Si le rapport est plus grand que un, des particules de sédiment sont emprisonnées dans la zone de rétention et la concentration est homogénéisée.
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Exemplaires
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| aucun exemplaire | |||||
