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in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 403-417
Titre : Thermodynamic analysis of stream flow hydrodynamics Titre original : Analyse thermo-dynamique de l'hydodynamique d'un cours d'eau Type de document : texte imprimé Auteurs : William G. Gray, Auteur ; Mohamed Salah Ghidaoui, Auteur Article en page(s) : pp. 403-417 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Channel flow Dissipative processes Minimum entropy generation Stream flow Stream thermodynamics Thermodynamically constrained averaging theory 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 equation for entropy generation is derived directly from the conservation equations for onedimensional channel flow. Mass, momentum, and energy equations are averaged from their microscale form to the onedimensional forms used in channel modeling while allowing for channel curvature. The equations of classical irreversible thermodynamics are also averaged so that macroscale energy and entropy are consistently and uniquely related. These averaged equations serve as constraints on an averaged entropy inequality so that the dissipative processes are quantified and can be analyzed for cases where the rate of entropy production is minimized. Specifically, the case of uniform flow in a prismatic channel is presented; and the entropy production rate is obtained. Also, the case of gradually varied flow in a wide rectangular channel is presented and analyzed for conditions of a minimum rate of entropy production. For both these cases, the impact of a non-uniform velocity profile over the flow cross section is accounted for.
L'équation de la génération d'entropie est tirée directement des équations de conservation de l'écoulement unidimensionnel en canal (1D). Les équations de la masse, de la quantité de mouvement, et de l'énergie sont moyennées à partir de leur micro-échelle pour obtenir la forme 1D utilisée dans la modélisation en canal tout en tenant compte de la courbure de celui-ci. Les équations de la thermodynamique irréversible classique sont également ramenées à une moyenne de sorte que l'énergie et l'entropie de macro-échelle soient reliées de façon unique et cohérente. Ces équations moyennes servent de contraintes sur une inégalité ramenée à une moyenne d'entropie de sorte que les processus dispersifs sont mesurés et peuvent être analysés dans les cas où le taux de production d'entropie est réduit au minimum. Spécifiquement, le cas de l'écoulement uniforme dans un canal prismatique est présenté, et le taux de production d'entropie est obtenu. En outre, le cas de l'écoulement graduellement varié dans un canal rectangulaire large est présenté et analysé pour des états de taux minimum de production d'entropie. Pour ces deux cas, l'impact d'un profil non-uniforme de vitesse dans la section transversale d'écoulement est expliqué.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Thermodynamic analysis of stream flow hydrodynamics = Analyse thermo-dynamique de l'hydodynamique d'un cours d'eau [texte imprimé] / William G. Gray, Auteur ; Mohamed Salah Ghidaoui, Auteur . - pp. 403-417.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 403-417
Mots-clés : Channel flow Dissipative processes Minimum entropy generation Stream flow Stream thermodynamics Thermodynamically constrained averaging theory 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 equation for entropy generation is derived directly from the conservation equations for onedimensional channel flow. Mass, momentum, and energy equations are averaged from their microscale form to the onedimensional forms used in channel modeling while allowing for channel curvature. The equations of classical irreversible thermodynamics are also averaged so that macroscale energy and entropy are consistently and uniquely related. These averaged equations serve as constraints on an averaged entropy inequality so that the dissipative processes are quantified and can be analyzed for cases where the rate of entropy production is minimized. Specifically, the case of uniform flow in a prismatic channel is presented; and the entropy production rate is obtained. Also, the case of gradually varied flow in a wide rectangular channel is presented and analyzed for conditions of a minimum rate of entropy production. For both these cases, the impact of a non-uniform velocity profile over the flow cross section is accounted for.
L'équation de la génération d'entropie est tirée directement des équations de conservation de l'écoulement unidimensionnel en canal (1D). Les équations de la masse, de la quantité de mouvement, et de l'énergie sont moyennées à partir de leur micro-échelle pour obtenir la forme 1D utilisée dans la modélisation en canal tout en tenant compte de la courbure de celui-ci. Les équations de la thermodynamique irréversible classique sont également ramenées à une moyenne de sorte que l'énergie et l'entropie de macro-échelle soient reliées de façon unique et cohérente. Ces équations moyennes servent de contraintes sur une inégalité ramenée à une moyenne d'entropie de sorte que les processus dispersifs sont mesurés et peuvent être analysés dans les cas où le taux de production d'entropie est réduit au minimum. Spécifiquement, le cas de l'écoulement uniforme dans un canal prismatique est présenté, et le taux de production d'entropie est obtenu. En outre, le cas de l'écoulement graduellement varié dans un canal rectangulaire large est présenté et analysé pour des états de taux minimum de production d'entropie. Pour ces deux cas, l'impact d'un profil non-uniforme de vitesse dans la section transversale d'écoulement est expliqué.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 418-428
Titre : Analytical models for velocity distributions in open channel flows Titre original : Modèles analytiques pour les distributions de vitesse dans les canaux à surface libre Type de document : texte imprimé Auteurs : Xiaonan Tang, Auteur ; Donald W. Knight, Auteur Article en page(s) : pp. 418-428 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Analytical models Momentum transfer Overbank flow Rivers Secondary flow Velocity 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 models for the analytical solution to the depth-integrated Navier-Stokes equations, applied to open channel flows, are discussed. These models include the effects of bed friction, lateral turbulence and secondary flows. The model developed by Shiono and Knight (1988 1991) is compared with those by Ervine et al. (2000) and Castanedo et al. (2005) through numerical experiments on both simple and compound channels. These tests show that the impact of the secondary flow term on the results is significant. It is also shown that the dimensionless eddy viscosity coefficient has less influence on the results than the secondary flow terms for overbank flows, but is important for inbank flows. A comparison of the analytical results with experimental data shows that the model by Shiono and Knight produces well velocity distributions within open channels of various prismatic shapes.
Divers modèles de solution analytique des équations de Navier-Stokes moyennées en profondeur, appliquées aux écoulements à surface libre en canal, sont discutés. Ces modèles incluent les effets du frottement de lit, de la turbulence latérale et des écoulements secondaires. Le modèle développé par Shiono et Knight (1988, 1991) est comparé à ceux d'Ervine et al. (2000) et de Castanedo et al. (2005) au moyen d'expériences numériques sur des canaux simples et composés. Ces essais montrent que l'impact du terme d'écoulement secondaire sur les résultats est significatif. On montre également que le coefficient de viscosité turbulente sans dimension a moins d'influence sur les résultats que les termes d'écoulement secondaire pour les écoulements en lit majeur, mais qu'il est important pour les écoulements en lit principal. Une comparaison des résultats analytiques avec des données expérimentales prouve que le modèle de Shiono et Knight fournit de bonnes distributions de vitesse dans les canaux prismatiques à surface libre pour diverses formes de sections.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Analytical models for velocity distributions in open channel flows = Modèles analytiques pour les distributions de vitesse dans les canaux à surface libre [texte imprimé] / Xiaonan Tang, Auteur ; Donald W. Knight, Auteur . - pp. 418-428.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 418-428
Mots-clés : Analytical models Momentum transfer Overbank flow Rivers Secondary flow Velocity 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 models for the analytical solution to the depth-integrated Navier-Stokes equations, applied to open channel flows, are discussed. These models include the effects of bed friction, lateral turbulence and secondary flows. The model developed by Shiono and Knight (1988 1991) is compared with those by Ervine et al. (2000) and Castanedo et al. (2005) through numerical experiments on both simple and compound channels. These tests show that the impact of the secondary flow term on the results is significant. It is also shown that the dimensionless eddy viscosity coefficient has less influence on the results than the secondary flow terms for overbank flows, but is important for inbank flows. A comparison of the analytical results with experimental data shows that the model by Shiono and Knight produces well velocity distributions within open channels of various prismatic shapes.
Divers modèles de solution analytique des équations de Navier-Stokes moyennées en profondeur, appliquées aux écoulements à surface libre en canal, sont discutés. Ces modèles incluent les effets du frottement de lit, de la turbulence latérale et des écoulements secondaires. Le modèle développé par Shiono et Knight (1988, 1991) est comparé à ceux d'Ervine et al. (2000) et de Castanedo et al. (2005) au moyen d'expériences numériques sur des canaux simples et composés. Ces essais montrent que l'impact du terme d'écoulement secondaire sur les résultats est significatif. On montre également que le coefficient de viscosité turbulente sans dimension a moins d'influence sur les résultats que les termes d'écoulement secondaire pour les écoulements en lit majeur, mais qu'il est important pour les écoulements en lit principal. Une comparaison des résultats analytiques avec des données expérimentales prouve que le modèle de Shiono et Knight fournit de bonnes distributions de vitesse dans les canaux prismatiques à surface libre pour diverses formes de sections.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 429-437
Titre : Unsteady turbulent pipe flow due to water hammer using k-ω turbulence model Titre original : Calcul de l'écoulement instationnaire en conduite dû à un coup de bélier avec le modèle de turbulence k-ω Type de document : texte imprimé Auteurs : Alireza Riasi, Auteur ; Ahmad Nourbakhsh, Auteur ; Mehrdad Raisee, Auteur Article en page(s) : pp. 429-437 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Re-laminarization Runge scheme Turbulence Unsteady pipe flow Water hammer 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 behaviour of unsteady turbulent pipe flow resulting from water hammer is herein numerically studied. An accurate k-ω turbulence model for two-dimensional boundary layers under adverse and favorable pressure gradients (Wilcox 1994) was applied. The results of the numerical method are in good agreement with test data obtained from both steady and unsteady turbulent pipe flows. Also, the behaviour and the structure of turbulence in unsteady turbulent pipe flows caused by water hammer were investigated. A non-dimensional parameter P as the time scale ratio of turbulence diffusion in the radial direction to the pressure wave speed introduced by Ghidaoui et al. (2002) was used. The results show that for P≈1, the turbulence structure is significantly changed in the first cycle of water hammer, which is important for water quality modeling, whereas these variations are small for P>>1.
Le comportement de l'écoulement turbulent instationnaire en conduite résultant d'un coup de bélier est étudié ici numériquement. Un modèle précis de turbulence k-ω pour les couches limites bidimensionnelles sous des gradients de pression contraires et favorables (Wilcox 1994) a été appliqué. Les résultats de la méthode numérique sont en bon accord avec les données expérimentales obtenues dans des écoulements turbulents stationnaires et instationnaires en conduite. On a étudié en outre, le comportement et la structure de la turbulence dans le cas où les écoulements turbulents instationnaires en conduite sont provoqués par un coup de bélier. On utilise un paramètre adimensionnel P introduit par Ghidaoui et al. (2002), rapport de l'échelle de temps de la diffusion radiale de la turbulence à la vitesse de l'onde de pression. Les résultats montrent que pour P ≈ 1, la structure de la turbulence est nettement modifiée dans le premier cycle du coup de bélier, ce qui est important pour les modèles de qualité de l'eau, tandis que ces variations sont faibles pour P » 1.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Unsteady turbulent pipe flow due to water hammer using k-ω turbulence model = Calcul de l'écoulement instationnaire en conduite dû à un coup de bélier avec le modèle de turbulence k-ω [texte imprimé] / Alireza Riasi, Auteur ; Ahmad Nourbakhsh, Auteur ; Mehrdad Raisee, Auteur . - pp. 429-437.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 429-437
Mots-clés : Re-laminarization Runge scheme Turbulence Unsteady pipe flow Water hammer 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 behaviour of unsteady turbulent pipe flow resulting from water hammer is herein numerically studied. An accurate k-ω turbulence model for two-dimensional boundary layers under adverse and favorable pressure gradients (Wilcox 1994) was applied. The results of the numerical method are in good agreement with test data obtained from both steady and unsteady turbulent pipe flows. Also, the behaviour and the structure of turbulence in unsteady turbulent pipe flows caused by water hammer were investigated. A non-dimensional parameter P as the time scale ratio of turbulence diffusion in the radial direction to the pressure wave speed introduced by Ghidaoui et al. (2002) was used. The results show that for P≈1, the turbulence structure is significantly changed in the first cycle of water hammer, which is important for water quality modeling, whereas these variations are small for P>>1.
Le comportement de l'écoulement turbulent instationnaire en conduite résultant d'un coup de bélier est étudié ici numériquement. Un modèle précis de turbulence k-ω pour les couches limites bidimensionnelles sous des gradients de pression contraires et favorables (Wilcox 1994) a été appliqué. Les résultats de la méthode numérique sont en bon accord avec les données expérimentales obtenues dans des écoulements turbulents stationnaires et instationnaires en conduite. On a étudié en outre, le comportement et la structure de la turbulence dans le cas où les écoulements turbulents instationnaires en conduite sont provoqués par un coup de bélier. On utilise un paramètre adimensionnel P introduit par Ghidaoui et al. (2002), rapport de l'échelle de temps de la diffusion radiale de la turbulence à la vitesse de l'onde de pression. Les résultats montrent que pour P ≈ 1, la structure de la turbulence est nettement modifiée dans le premier cycle du coup de bélier, ce qui est important pour les modèles de qualité de l'eau, tandis que ces variations sont faibles pour P » 1.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 438-444
Titre : Friction coefficient for oscillatory flow: the rough-smooth turbulent transition Titre original : Coefficient de frottement d'un écoulement oscillant: transition turbulente rugueux-lisse Type de document : texte imprimé Auteurs : Francisco Pedocchi, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 438-444 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Friction coefficient Friction factor Oscillatory layer Oscillatory flow Turbulent transition Wave 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 : Observations of turbulent, oscillatory boundary-layer flows show that the behavior of the friction coefficient in the transition from hydraulically rough to smooth regimes is not well captured by existing semi-empirical expressions obtained for unidirectional flows. A revised formulation for the friction coefficient for oscillatory flows is presented. Dimensional analysis and similarity methods are used to assess the dimensionless parameters governing the relation between the outer flow and the bottom shear stress. Further progress is made using analogies between oscillatory and unidirectional boundary layer flows, from which analytical expressions are calibrated. An expression for the phase lead between the maximum bed shear stress and the maximum free-stream velocity is obtained. An example describing the computational procedure needed to estimate the friction coefficient and phase lead using the new expressions is presented to show their practical application to both laboratory and field conditions.
Les observations des écoulements turbulents en couche limite oscillante montrent que le comportement du coefficient de frottement dans la transition entre les régimes hydrauliquement rugueux et lisses n'est pas correctement traduit par les expressions semi-empiriques existantes obtenues pour les écoulements continus. On présente ici une formulation de ce coefficient révisée pour les écoulements oscillants. L'analyse dimensionnelle et les méthodes de similitude sont utilisées pour évaluer les paramètres sans dimensions régissant la relation entre l'écoulement externe et l'effort de cisaillement au fond. Un progrès de plus est accompli grâce aux analogies entre les écoulements de couche limite oscillants et continus, à partir desquels des expressions analytiques sont calibrées. Une expression est obtenue pour le lien de phase entre l'effort de cisaillement maximum de lit et la vitesse maximum du courant libre. Un exemple décrivant la procédure informatique nécessaire pour estimer le coefficient de frottement et le lien de phase utilisant les nouvelles expressions est présenté pour montrer leur application aussi bien en laboratoire qu'en nature.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Friction coefficient for oscillatory flow: the rough-smooth turbulent transition = Coefficient de frottement d'un écoulement oscillant: transition turbulente rugueux-lisse [texte imprimé] / Francisco Pedocchi, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 438-444.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 438-444
Mots-clés : Friction coefficient Friction factor Oscillatory layer Oscillatory flow Turbulent transition Wave 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 : Observations of turbulent, oscillatory boundary-layer flows show that the behavior of the friction coefficient in the transition from hydraulically rough to smooth regimes is not well captured by existing semi-empirical expressions obtained for unidirectional flows. A revised formulation for the friction coefficient for oscillatory flows is presented. Dimensional analysis and similarity methods are used to assess the dimensionless parameters governing the relation between the outer flow and the bottom shear stress. Further progress is made using analogies between oscillatory and unidirectional boundary layer flows, from which analytical expressions are calibrated. An expression for the phase lead between the maximum bed shear stress and the maximum free-stream velocity is obtained. An example describing the computational procedure needed to estimate the friction coefficient and phase lead using the new expressions is presented to show their practical application to both laboratory and field conditions.
Les observations des écoulements turbulents en couche limite oscillante montrent que le comportement du coefficient de frottement dans la transition entre les régimes hydrauliquement rugueux et lisses n'est pas correctement traduit par les expressions semi-empiriques existantes obtenues pour les écoulements continus. On présente ici une formulation de ce coefficient révisée pour les écoulements oscillants. L'analyse dimensionnelle et les méthodes de similitude sont utilisées pour évaluer les paramètres sans dimensions régissant la relation entre l'écoulement externe et l'effort de cisaillement au fond. Un progrès de plus est accompli grâce aux analogies entre les écoulements de couche limite oscillants et continus, à partir desquels des expressions analytiques sont calibrées. Une expression est obtenue pour le lien de phase entre l'effort de cisaillement maximum de lit et la vitesse maximum du courant libre. Un exemple décrivant la procédure informatique nécessaire pour estimer le coefficient de frottement et le lien de phase utilisant les nouvelles expressions est présenté pour montrer leur application aussi bien en laboratoire qu'en nature.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 445-454
Titre : Impact of stem flexibility on mean flow and turbulence structure in depth-limited open channel flows with submerged vegetation Titre original : Impact de la flexibilité de tige sur l'écoulement moyen et la structure de la turbulence dans un canal de profondeur limitée avec la végétation submergée Type de document : texte imprimé Auteurs : Wonjun Yang, Auteur ; Choi, Sung-Uk, Auteur Article en page(s) : pp. 445-454 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Open channel flow Stem flexibility Submerged vegetation Turbulence Vegetated 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 : This study presents the results of laboratory experiments on depth-limited open channel flow with submerged vegetation. To investigate the impact of stem flexibility on the mean flow and turbulence structures, two flow types with similar drags but with flexible and rigid stems are compared. It is found that the stem flexibility hardly affects the mean flow but increases the peak value of the Reynolds shear stress. In addition, the stem flexibility increases and decreases the streamwise component of the turbulent intensity in the upper and vegetation layers, respectively. However, the stem flexibility increases the vertical component of the turbulent intensity over the whole depth. General profiles of the mean flow, the Reynolds shear stress, and the turbulent intensity are presented. The results of a quadrant analysis and a budget analysis are also provided.
Cette étude présente les résultats d'expériences de laboratoire sur l'écoulement en canal de profondeur limitée avec de la végétation submergée. Pour étudier l'impact de la flexibilité de tige sur les structures moyennes d'écoulement et de turbulence, on compare deux types d'écoulement avec des trainées semblables mais des tiges flexibles et rigides. On constate que la flexibilité de tige affecte à peine l'écoulement moyen mais augmente la valeur maximale de l'effort de cisaillement de Reynolds. En outre, la flexibilité de tige augmente l'intensité turbulente dans le sens de l'écoulement au niveau de la couche supérieure et la diminue dans la couche de la végétation. Par contre, la flexibilité de tige augmente la composante verticale de l'intensité turbulente dans la profondeur entière. Des profils généraux de l'écoulement moyen, de l'effort de cisaillement de Reynolds, et de l'intensité turbulente sont présentés. Les résultats d'une analyse de quadrant et d'une analyse de budget sont également fournis.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Impact of stem flexibility on mean flow and turbulence structure in depth-limited open channel flows with submerged vegetation = Impact de la flexibilité de tige sur l'écoulement moyen et la structure de la turbulence dans un canal de profondeur limitée avec la végétation submergée [texte imprimé] / Wonjun Yang, Auteur ; Choi, Sung-Uk, Auteur . - pp. 445-454.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 445-454
Mots-clés : Open channel flow Stem flexibility Submerged vegetation Turbulence Vegetated 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 : This study presents the results of laboratory experiments on depth-limited open channel flow with submerged vegetation. To investigate the impact of stem flexibility on the mean flow and turbulence structures, two flow types with similar drags but with flexible and rigid stems are compared. It is found that the stem flexibility hardly affects the mean flow but increases the peak value of the Reynolds shear stress. In addition, the stem flexibility increases and decreases the streamwise component of the turbulent intensity in the upper and vegetation layers, respectively. However, the stem flexibility increases the vertical component of the turbulent intensity over the whole depth. General profiles of the mean flow, the Reynolds shear stress, and the turbulent intensity are presented. The results of a quadrant analysis and a budget analysis are also provided.
Cette étude présente les résultats d'expériences de laboratoire sur l'écoulement en canal de profondeur limitée avec de la végétation submergée. Pour étudier l'impact de la flexibilité de tige sur les structures moyennes d'écoulement et de turbulence, on compare deux types d'écoulement avec des trainées semblables mais des tiges flexibles et rigides. On constate que la flexibilité de tige affecte à peine l'écoulement moyen mais augmente la valeur maximale de l'effort de cisaillement de Reynolds. En outre, la flexibilité de tige augmente l'intensité turbulente dans le sens de l'écoulement au niveau de la couche supérieure et la diminue dans la couche de la végétation. Par contre, la flexibilité de tige augmente la composante verticale de l'intensité turbulente dans la profondeur entière. Des profils généraux de l'écoulement moyen, de l'effort de cisaillement de Reynolds, et de l'intensité turbulente sont présentés. Les résultats d'une analyse de quadrant et d'une analyse de budget sont également fournis.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 455-465
Titre : Non-dimensional parameters of depth-averaged gravity flow models Titre original : Paramètres adimensionnels des modèles d'écoulement par gravité moyennés sur la profondeur Type de document : texte imprimé Auteurs : Hequing Huang, Auteur ; Jasim Imran, Auteur ; Carlos Pirmez, Auteur Article en page(s) : pp. 455-465 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Depth-averaged model Gravity flow Nondimensional parameter Shape factor Turbidity current 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 non-dimensional parameters involved in a four-equation depth-averaged model of gravity flows have been studied using a vertical structure resolving numerical model at both field and laboratory scales. The main findings of this study are: (i) Water entrainment coefficient of gravity flows depends strongly on the bed slope, but compared with the bulk Richardson number, it has a weak dependence on entrainment/deposition at the bottom boundary; (ii) Depositional flow at laboratory scale may become erosive and thus change its characteristics significantly at the field scale if scaled by the densimetric Froude number; (iii) Values of the shape factors of depth-averaged models deviate from those approximated by the top-hat assumption, but they vary little with changes in channel bed slope, inflow, erosion/deposition at the bottom boundary, or scale. Two different sets of shape factors are recommended, one for conservative density flows and another for turbidity currents.
Les paramètres adimensionnels, impliqués dans un modèle à quatre équations d'écoulement par gravité moyenné en profondeur, ont été étudiés en utilisant une structure verticale résolvant le modèle numérique aux deux échelles naturelle et de laboratoire. Les résultats principaux de cette étude sont: (i) Le coefficient d'entraînement des écoulements par gravité dépend fortement de la pente de lit, mais comparé au nombre de Richardson global, il a une dépendance faible sur l'entraînement/dépôt au fond; (ii) L'écoulement de dépôt à l'échelle de laboratoire peut devenir érosif et, de ce fait, changer de caractéristiques de manière significative à l'échelle naturelle s'il est mesuré par le nombre de Froude densimétrique; (III) Les valeurs des facteurs de forme des modèles moyennés en profondeur s'écartent de ceux qui sont approchés par l'hypothèse top-hat, mais elles varient peu avec les changements de pente, de débit entrant, d'érosion/dépôt au fond, ou d'échelle. Deux ensembles différents de facteurs de forme sont recommandés, l'un pour des écoulements de densité conservatifs et un autre pour les courants de turbidité.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Non-dimensional parameters of depth-averaged gravity flow models = Paramètres adimensionnels des modèles d'écoulement par gravité moyennés sur la profondeur [texte imprimé] / Hequing Huang, Auteur ; Jasim Imran, Auteur ; Carlos Pirmez, Auteur . - pp. 455-465.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 455-465
Mots-clés : Depth-averaged model Gravity flow Nondimensional parameter Shape factor Turbidity current 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 non-dimensional parameters involved in a four-equation depth-averaged model of gravity flows have been studied using a vertical structure resolving numerical model at both field and laboratory scales. The main findings of this study are: (i) Water entrainment coefficient of gravity flows depends strongly on the bed slope, but compared with the bulk Richardson number, it has a weak dependence on entrainment/deposition at the bottom boundary; (ii) Depositional flow at laboratory scale may become erosive and thus change its characteristics significantly at the field scale if scaled by the densimetric Froude number; (iii) Values of the shape factors of depth-averaged models deviate from those approximated by the top-hat assumption, but they vary little with changes in channel bed slope, inflow, erosion/deposition at the bottom boundary, or scale. Two different sets of shape factors are recommended, one for conservative density flows and another for turbidity currents.
Les paramètres adimensionnels, impliqués dans un modèle à quatre équations d'écoulement par gravité moyenné en profondeur, ont été étudiés en utilisant une structure verticale résolvant le modèle numérique aux deux échelles naturelle et de laboratoire. Les résultats principaux de cette étude sont: (i) Le coefficient d'entraînement des écoulements par gravité dépend fortement de la pente de lit, mais comparé au nombre de Richardson global, il a une dépendance faible sur l'entraînement/dépôt au fond; (ii) L'écoulement de dépôt à l'échelle de laboratoire peut devenir érosif et, de ce fait, changer de caractéristiques de manière significative à l'échelle naturelle s'il est mesuré par le nombre de Froude densimétrique; (III) Les valeurs des facteurs de forme des modèles moyennés en profondeur s'écartent de ceux qui sont approchés par l'hypothèse top-hat, mais elles varient peu avec les changements de pente, de débit entrant, d'érosion/dépôt au fond, ou d'échelle. Deux ensembles différents de facteurs de forme sont recommandés, l'un pour des écoulements de densité conservatifs et un autre pour les courants de turbidité.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 466-475
Titre : Deflector-generated jets Titre original : Jets engendrés par un déflecteur Type de document : texte imprimé Auteurs : Michael Pfister, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur Article en page(s) : pp. 466-475 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Air concentration Black water core Deflector Free surface aeration Jet Trajectory 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 : Free jets issued at the end of chutes may be generated rather with deflectors than with flip buckets. The latter jet trajectories were previously investigated, using the standard approach based on the take-off angle. However, few information concerning the air concentration distribution within such jets is presently available. The herein presented study investigates both jet trajectories and the streamwise air concentration development based on 129 hydraulic model tests. The trajectories were normalized using the take-off coordinates and the location of maximum trajectory elevation, to reduce the uncertainties concerning the effective jet take-off angle. The characteristic air concentrations are described as a function of the relative black water jet core length, defined between the take-off section and the location with a minimum of 1% air concentration. An example finally compares the present approach with a former study and illustrates typical air concentration distributions within a deflector-generated jet.
Des jets libres à l'aval des chutes peuvent être produits plutôt avec des déflecteurs qu'avec des tremplins. Les dernières trajectoires de jet ont été précédemment étudiées, en utilisant l'approche standard basée sur l'angle de décollage. Cependant, peu d'informations au sujet de la distribution de la concentration en air dans de tels jets sont actuellement disponibles. On présente ici une étude qui traite à la fois de la trajectoire du jet et de l'évolution de la concentration en air dans le sens du courant; elle est basée sur 129 essais en modèles hydrauliques. Les trajectoires ont été normalisées en utilisant les coordonnées de décollage et l'altitude maximum de trajectoire, pour réduire les incertitudes au sujet de l'angle de décollage. Les concentrations caractéristiques en air sont décrites en fonction de la longueur du noyau d'eau noire du jet, définie entre la section de décollage et l'endroit avec un minimum de concentration en air de 1%. Enfin un exemple compare l'approche actuelle à une étude précédente et illustre des distributions typiques de concentration en air dans un jet produit par déflecteur.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Deflector-generated jets = Jets engendrés par un déflecteur [texte imprimé] / Michael Pfister, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur . - pp. 466-475.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 466-475
Mots-clés : Air concentration Black water core Deflector Free surface aeration Jet Trajectory 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 : Free jets issued at the end of chutes may be generated rather with deflectors than with flip buckets. The latter jet trajectories were previously investigated, using the standard approach based on the take-off angle. However, few information concerning the air concentration distribution within such jets is presently available. The herein presented study investigates both jet trajectories and the streamwise air concentration development based on 129 hydraulic model tests. The trajectories were normalized using the take-off coordinates and the location of maximum trajectory elevation, to reduce the uncertainties concerning the effective jet take-off angle. The characteristic air concentrations are described as a function of the relative black water jet core length, defined between the take-off section and the location with a minimum of 1% air concentration. An example finally compares the present approach with a former study and illustrates typical air concentration distributions within a deflector-generated jet.
Des jets libres à l'aval des chutes peuvent être produits plutôt avec des déflecteurs qu'avec des tremplins. Les dernières trajectoires de jet ont été précédemment étudiées, en utilisant l'approche standard basée sur l'angle de décollage. Cependant, peu d'informations au sujet de la distribution de la concentration en air dans de tels jets sont actuellement disponibles. On présente ici une étude qui traite à la fois de la trajectoire du jet et de l'évolution de la concentration en air dans le sens du courant; elle est basée sur 129 essais en modèles hydrauliques. Les trajectoires ont été normalisées en utilisant les coordonnées de décollage et l'altitude maximum de trajectoire, pour réduire les incertitudes au sujet de l'angle de décollage. Les concentrations caractéristiques en air sont décrites en fonction de la longueur du noyau d'eau noire du jet, définie entre la section de décollage et l'endroit avec un minimum de concentration en air de 1%. Enfin un exemple compare l'approche actuelle à une étude précédente et illustre des distributions typiques de concentration en air dans un jet produit par déflecteur.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 476-485
Titre : Modeling of non-breaking and breaking solitary wave run-up using FORCE-MUSCL scheme Titre original : Modélisation d'une onde solitaire déferlante ou non avec le schéma FORCE-MUSCL Type de document : texte imprimé Auteurs : Ali Mahdavi, Auteur ; Nasser Talebbeydokhti, Auteur Article en page(s) : pp. 476-485 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dry bed Flow discontinuites Minimum water depth Non-linear shallow water equations Solitary wave 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 numerical model based on the non-linear shallow water equations is developed to investigate the propagation and run-up of both non-breaking and breaking solitary waves. The present model utilizes an explicit centered scheme in conjugation with monotonic upstream scheme of conservation laws to estimate interface fluxes along with the surface gradient method for source term treatment. An optimal third-order total variation diminishing Runge-Kutta explicit scheme is used for time integration of the semi-discretized equations. The proposed scheme is second order accurate in space and time and capable of efficiently capturing the breaking induced discontinuities in flow depth. The model accurately represents a breaking wave as a moving bore or a hydraulic jump and shows a remarkable property of mass conservation during the entire run-up and run-down motions. The numerical results satisfactorily agree with available analytical solutions, experimental data as well as with three existing run-up laws.
Un modèle numérique basé sur les équations non linéaires en eau peu profonde est développé pour étudier la propagation et la montée d'ondes solitaires déferlantes ou non. Le présent modèle utilise un schéma centré explicite en conjugaison avec un schéma amont monotone des lois de conservation pour estimer les flux d'interface avec la méthode du gradient de surface pour le traitement des termes source. Un schéma optimal explicite de Runge-Kutta du troisième ordre de diminution de la variation totale est utilisé pour l'intégration en temps des équations semi-discrétisées. Le schéma proposé est précis au second ordre dans l'espace et le temps et est capable d'absorber efficacement les discontinuités de profondeur induites par le déferlement. Le modèle représente exactement une vague déferlante comme un mascaret mobile ou un ressaut hydraulique avec une remarquable conservation de la masse pendant la montée et la descente de l'onde. Les résultats numériques concordent de manière satisfaisante avec les solutions analytiques disponibles, les données expérimentales, aussi bien qu'avec trois lois existantes de run-up.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Modeling of non-breaking and breaking solitary wave run-up using FORCE-MUSCL scheme = Modélisation d'une onde solitaire déferlante ou non avec le schéma FORCE-MUSCL [texte imprimé] / Ali Mahdavi, Auteur ; Nasser Talebbeydokhti, Auteur . - pp. 476-485.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 476-485
Mots-clés : Dry bed Flow discontinuites Minimum water depth Non-linear shallow water equations Solitary wave 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 numerical model based on the non-linear shallow water equations is developed to investigate the propagation and run-up of both non-breaking and breaking solitary waves. The present model utilizes an explicit centered scheme in conjugation with monotonic upstream scheme of conservation laws to estimate interface fluxes along with the surface gradient method for source term treatment. An optimal third-order total variation diminishing Runge-Kutta explicit scheme is used for time integration of the semi-discretized equations. The proposed scheme is second order accurate in space and time and capable of efficiently capturing the breaking induced discontinuities in flow depth. The model accurately represents a breaking wave as a moving bore or a hydraulic jump and shows a remarkable property of mass conservation during the entire run-up and run-down motions. The numerical results satisfactorily agree with available analytical solutions, experimental data as well as with three existing run-up laws.
Un modèle numérique basé sur les équations non linéaires en eau peu profonde est développé pour étudier la propagation et la montée d'ondes solitaires déferlantes ou non. Le présent modèle utilise un schéma centré explicite en conjugaison avec un schéma amont monotone des lois de conservation pour estimer les flux d'interface avec la méthode du gradient de surface pour le traitement des termes source. Un schéma optimal explicite de Runge-Kutta du troisième ordre de diminution de la variation totale est utilisé pour l'intégration en temps des équations semi-discrétisées. Le schéma proposé est précis au second ordre dans l'espace et le temps et est capable d'absorber efficacement les discontinuités de profondeur induites par le déferlement. Le modèle représente exactement une vague déferlante comme un mascaret mobile ou un ressaut hydraulique avec une remarquable conservation de la masse pendant la montée et la descente de l'onde. Les résultats numériques concordent de manière satisfaisante avec les solutions analytiques disponibles, les données expérimentales, aussi bien qu'avec trois lois existantes de run-up.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 486-491
Titre : Free-surface stretching-sustained intake vortices Titre original : Vortex de prise soutenus par étirement en surface Type de document : texte imprimé Auteurs : Rupp Carriveau, Auteur ; Gregory A. Koop, Auteur ; Raouf E. Baddour, Auteur Article en page(s) : pp. 486-491 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : Dye-core vortex Free-surface intake vortex Intake submergence model Intake vortex formation Stretching-sustained vortex Vortex stret ching 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 : An experimental investigation of vortices at deep hydraulic intakes revealed two distinct categories of free surface intake vortex. In case 1 when the strain field was strong enough, without an external, quantifiable source of vorticity, minor asymmetries in the near radial intake flow were concentrated and amplified into a vortex core that was purely stretching sustained (PSS). This vortex did not decay so long as the rate of intake withdrawal did not decrease. In case 2, vortex formation required that there be an ample and regular supply of external vorticity to interact with weaker strain fields. These non-purely stretching-sustained (NPSS) vortices decay with a decrease in externally supplied vorticity while maintaining the rate of intake withdrawal. A parameter, here named the stretching-sustained submergence, was postulated to classify conditions suitable for purely stretching sustained vortex formation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Free-surface stretching-sustained intake vortices = Vortex de prise soutenus par étirement en surface [texte imprimé] / Rupp Carriveau, Auteur ; Gregory A. Koop, Auteur ; Raouf E. Baddour, Auteur . - pp. 486-491.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 486-491
Mots-clés : Dye-core vortex Free-surface intake vortex Intake submergence model Intake vortex formation Stretching-sustained vortex Vortex stret ching 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 : An experimental investigation of vortices at deep hydraulic intakes revealed two distinct categories of free surface intake vortex. In case 1 when the strain field was strong enough, without an external, quantifiable source of vorticity, minor asymmetries in the near radial intake flow were concentrated and amplified into a vortex core that was purely stretching sustained (PSS). This vortex did not decay so long as the rate of intake withdrawal did not decrease. In case 2, vortex formation required that there be an ample and regular supply of external vorticity to interact with weaker strain fields. These non-purely stretching-sustained (NPSS) vortices decay with a decrease in externally supplied vorticity while maintaining the rate of intake withdrawal. A parameter, here named the stretching-sustained submergence, was postulated to classify conditions suitable for purely stretching sustained vortex formation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 492-502
Titre : Settling behavior of fine-grained materials in flocs Titre original : Comportement de la décantation des matériaux fins en floculation Type de document : texte imprimé Auteurs : Jong-Woo Kim, Auteur ; Franz Nestmann, Auteur Article en page(s) : pp. 492-502 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : Concentration Deposition Flocculation Settling velocity Suspended particles 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 contributes to the understanding of the effect of suspended sediment deposition and turbidity on aquatic systems. The influence of the cohesive properties of clay on its settling behaviour was quantified in still distilled water with ion addition. Two different model materials, alumina and quartz, were used, as their identical presentation in the mineral composition of clay affects the flocculation of suspended fine particles. The suspended concentrations were measured in a 1 m settling column using a CCD Camera. The settling rates of alumina and quartz increased with salinity, with the settling rates for alumina being higher than those for quartz at any given salinity. The settling velocities for alumina were higher at pH 9, whereas the opposite was true for quartz. Conversely, the settling velocities for quartz were higher at pH 4, while the velocities for alumina were then low.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Settling behavior of fine-grained materials in flocs = Comportement de la décantation des matériaux fins en floculation [texte imprimé] / Jong-Woo Kim, Auteur ; Franz Nestmann, Auteur . - pp. 492-502.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 492-502
Mots-clés : Concentration Deposition Flocculation Settling velocity Suspended particles 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 contributes to the understanding of the effect of suspended sediment deposition and turbidity on aquatic systems. The influence of the cohesive properties of clay on its settling behaviour was quantified in still distilled water with ion addition. Two different model materials, alumina and quartz, were used, as their identical presentation in the mineral composition of clay affects the flocculation of suspended fine particles. The suspended concentrations were measured in a 1 m settling column using a CCD Camera. The settling rates of alumina and quartz increased with salinity, with the settling rates for alumina being higher than those for quartz at any given salinity. The settling velocities for alumina were higher at pH 9, whereas the opposite was true for quartz. Conversely, the settling velocities for quartz were higher at pH 4, while the velocities for alumina were then low.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 503-511
Titre : Scour and hydraulic jump downstream of block ramps in expanding stilling basins Titre original : Affouillement et ressaut hydraulique en aval de rampes de blocs dans des bassins d'expansion tranquillisants Type de document : texte imprimé Auteurs : Pagliara, Stefano, Auteur ; Michele Palermo, Auteur ; Iacopo Carnacina, Auteur Article en page(s) : pp. 503-511 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : Block ramp Hydraulic jump Scour Stilling basin Tailwater level 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 scour process downstream of block ramps is strongly affected by both the stilling basin geometry and the hydraulic conditions. Particular effects include the ramp slope and the geometry of the stilling basin. The aim of this experimental study is to analyze these effects on both the scour mechanism and the hydraulic jump of symmetrically expanding stilling basins, for different hydraulic and geometric conditions. The analysis of the scour phenomenon is fundamental for a correct stilling basin design. The scour hole downstream of a block ramp can have a prominent ecological function as it forms a natural pool for fish. Experiments were conducted for various tailwater levels, ramp slopes and granulometries of the bed material. A qualitative description of the scour hole process is given and simple relationships were derived to predict its main hydraulic and geometrical parameters.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Scour and hydraulic jump downstream of block ramps in expanding stilling basins = Affouillement et ressaut hydraulique en aval de rampes de blocs dans des bassins d'expansion tranquillisants [texte imprimé] / Pagliara, Stefano, Auteur ; Michele Palermo, Auteur ; Iacopo Carnacina, Auteur . - pp. 503-511.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 503-511
Mots-clés : Block ramp Hydraulic jump Scour Stilling basin Tailwater level 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 scour process downstream of block ramps is strongly affected by both the stilling basin geometry and the hydraulic conditions. Particular effects include the ramp slope and the geometry of the stilling basin. The aim of this experimental study is to analyze these effects on both the scour mechanism and the hydraulic jump of symmetrically expanding stilling basins, for different hydraulic and geometric conditions. The analysis of the scour phenomenon is fundamental for a correct stilling basin design. The scour hole downstream of a block ramp can have a prominent ecological function as it forms a natural pool for fish. Experiments were conducted for various tailwater levels, ramp slopes and granulometries of the bed material. A qualitative description of the scour hole process is given and simple relationships were derived to predict its main hydraulic and geometrical parameters.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 512-523
Titre : Overland flow and pathway analysis for modelling of urban pluvial flooding Titre original : Drainage superficiel et analyse de chemins préférentiels pour le modelage d'inondations d'origine pluviale en milieu urbain Type de document : texte imprimé Auteurs : Cedo Maksimovic, Auteur ; Dusan Prodanovic, Auteur ; Surajate Boonya-Aroonnet, Auteur Article en page(s) : pp. 512-523 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : GIS LiDAR Modelling Overland flow Urban pluvial flooding 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 : Research on improving an overland flow model is presented for urban pluvial flooding under the dual-drainage concept where sewer flow dynamically interacts with overland flow. This occurs during heavy storms when the sewer system is surcharged. The system becomes pressurised and overland flow increases by the additional volume flowing out from the sewer. To represent the overland flow realistically, a new methodology was developed automatically creating the overland flow network to enable its interaction with the drainage system. Use is made of high-resolution, accurate Digital Elevation Model data collected by the LiDAR technique. This approach enhances current urban flood models for detailed representation of overland flow processes such as pond forming, flow through preferential surface pathways and surface drainage capacity. This work advances new areas of urban flood management including improvement in real-time control and of links with rainfall now-casting, and short term urban flood forecasting. The dual-drainage approach is appropriate for real-time applications
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Overland flow and pathway analysis for modelling of urban pluvial flooding = Drainage superficiel et analyse de chemins préférentiels pour le modelage d'inondations d'origine pluviale en milieu urbain [texte imprimé] / Cedo Maksimovic, Auteur ; Dusan Prodanovic, Auteur ; Surajate Boonya-Aroonnet, Auteur . - pp. 512-523.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 512-523
Mots-clés : GIS LiDAR Modelling Overland flow Urban pluvial flooding 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 : Research on improving an overland flow model is presented for urban pluvial flooding under the dual-drainage concept where sewer flow dynamically interacts with overland flow. This occurs during heavy storms when the sewer system is surcharged. The system becomes pressurised and overland flow increases by the additional volume flowing out from the sewer. To represent the overland flow realistically, a new methodology was developed automatically creating the overland flow network to enable its interaction with the drainage system. Use is made of high-resolution, accurate Digital Elevation Model data collected by the LiDAR technique. This approach enhances current urban flood models for detailed representation of overland flow processes such as pond forming, flow through preferential surface pathways and surface drainage capacity. This work advances new areas of urban flood management including improvement in real-time control and of links with rainfall now-casting, and short term urban flood forecasting. The dual-drainage approach is appropriate for real-time applications
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 524-528
Titre : Lauber and Hager’s dam-break wave data for numerical model validation Titre original : Données de rupture de barrage de Lauber et Hager pour valider les modèles numériques Type de document : texte imprimé Auteurs : Lai Wai Tan, Auteur ; Vincent H. Chu, Auteur Article en page(s) : pp. 524-528 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : Dam-break wave Finite reservoir Free surface flow Hydrostatic pressure Lagrangin blocks on eulerian mesh Saint-Venant 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 : Lauber and Hager (1998) have provided a complete set of laboratory data, with both velocity and depth profiles for dam-break flood wave released from a reservoir of finite dimension. At the advancing wave front, the water depth reduces to zero and the velocity peaks. Friction is the dominant effect at the wave front. There is a linear decrease of the velocity from the peak at the wave front toward the back of the dam-break wave. The availability of this data set has provided the opportunity to validate numerical models. The dam-break flood wave is simulated herein using the One-Dimensional Saint-Venant (1DSV) model. A Lagrangian Blocks on Eulerian Mesh (LBEM) method is employed to carry out these calculations. The blocks as the computational elements in the LBEM method produce non-negative depths. Accurate 1DSV model simulation by the LBEM method is possible without the need of a frontal condition for the wet-and-dry interface across the wave front.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Lauber and Hager’s dam-break wave data for numerical model validation = Données de rupture de barrage de Lauber et Hager pour valider les modèles numériques [texte imprimé] / Lai Wai Tan, Auteur ; Vincent H. Chu, Auteur . - pp. 524-528.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 524-528
Mots-clés : Dam-break wave Finite reservoir Free surface flow Hydrostatic pressure Lagrangin blocks on eulerian mesh Saint-Venant 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 : Lauber and Hager (1998) have provided a complete set of laboratory data, with both velocity and depth profiles for dam-break flood wave released from a reservoir of finite dimension. At the advancing wave front, the water depth reduces to zero and the velocity peaks. Friction is the dominant effect at the wave front. There is a linear decrease of the velocity from the peak at the wave front toward the back of the dam-break wave. The availability of this data set has provided the opportunity to validate numerical models. The dam-break flood wave is simulated herein using the One-Dimensional Saint-Venant (1DSV) model. A Lagrangian Blocks on Eulerian Mesh (LBEM) method is employed to carry out these calculations. The blocks as the computational elements in the LBEM method produce non-negative depths. Accurate 1DSV model simulation by the LBEM method is possible without the need of a frontal condition for the wet-and-dry interface across the wave front.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 519-533
Titre : Transition of turbulent pipe flow Titre original : Transition d'écoulement turbulent en conduite Type de document : texte imprimé Auteurs : Achanta Ramakrishna Rao, Auteur ; Bimlesh Kumar, Auteur Article en page(s) : pp. 519-533 Note générale : Hydraulique
Résumé en FrançaisLangues : Anglais (eng) Mots-clés : Friction factor Nikuradse experiments Pipe flow Rough turbulent flows Smooth turbulent flows Transition Velocity profile 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 velocity profile in turbulent pipe flow is usually divided into two regions, a wall or inner region and a core or outer region. For the inner region, the viscosity and wall shear stress are the important parameters governing the velocity distribution whereas for the outer region, the wall reduces the velocity below the maximum velocity independent of viscosity. In the present work, a velocity model is proposed for turbulent flow in the wall region of a pipe covering the entire transition from smooth to rough flows. Coupling this model for the wall region with the power law velocity model for the core region, an equation for the friction factor is obtained. The model constants are evaluated by using Nikuradse’s experiments in the fully smooth and rough turbulent flows. The model shows good agreement with the friction factor and the velocity profiles obtained by Nikuradse for the transition region of turbulent flow.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Transition of turbulent pipe flow = Transition d'écoulement turbulent en conduite [texte imprimé] / Achanta Ramakrishna Rao, Auteur ; Bimlesh Kumar, Auteur . - pp. 519-533.
Hydraulique
Résumé en Français
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 519-533
Mots-clés : Friction factor Nikuradse experiments Pipe flow Rough turbulent flows Smooth turbulent flows Transition Velocity profile 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 velocity profile in turbulent pipe flow is usually divided into two regions, a wall or inner region and a core or outer region. For the inner region, the viscosity and wall shear stress are the important parameters governing the velocity distribution whereas for the outer region, the wall reduces the velocity below the maximum velocity independent of viscosity. In the present work, a velocity model is proposed for turbulent flow in the wall region of a pipe covering the entire transition from smooth to rough flows. Coupling this model for the wall region with the power law velocity model for the core region, an equation for the friction factor is obtained. The model constants are evaluated by using Nikuradse’s experiments in the fully smooth and rough turbulent flows. The model shows good agreement with the friction factor and the velocity profiles obtained by Nikuradse for the transition region of turbulent flow.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
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