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Ajouter le résultat dans votre panierHydraulic jumps: turbulence and air bubble entrainment / Chanson, Hubert in La Houille blanche, N° 3 (Juin 2011)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 5-16
Titre : Hydraulic jumps: turbulence and air bubble entrainment Titre original : Le ressaut hydraulique: turbulence et entraînement d'air Type de document : texte imprimé Auteurs : Chanson, Hubert, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 5-16 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Ressaut hydraulique Turbulence Entraînement d'air Modèle physique Modèle numérique Similarité dynamique Index. décimale : 551.4 Résumé : A free-surface flow can change from a supercritical to subcritical flow with a strong dissipative phenomenon called a hydraulic jump. Herein the progress and development in turbulent hydraulic jumps are reviewed with a focus on hydraulic jumps operating at large Reynolds numbers typically encountered in natural streams and hydraulic structures. The key features of the turbulent hydraulic jumps are the highly turbulent flow motion associated with some intense air bubble entrainment at the jump toe. The state-of-the-art on the topic is discussed based upon recent theoretical analyses and physical data.
La transition d’un écoulement à surface libre torrentiel en un écoulement fluvial s’effectue avec un processus dissipatif, appelé un ressaut hydraulique. Dans cette synthèse, on décrit les développements récents des connaissances sur les ressauts hydrauliques turbulents, avec grands nombres de Reynolds, qui sont typiques des écoulements dans les rivières et dans les ouvrages hydrauliques. Les caractéristiques principales de ces ressauts sont le caractère extrêmement turbulent de l’écoulement, couplé à un entrainement important d’air dans le rouleau de déferlement. On discute les derniers développements en se basant sur les équations théoriques et des résultats physiques.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Hydraulic jumps: turbulence and air bubble entrainment = Le ressaut hydraulique: turbulence et entraînement d'air [texte imprimé] / Chanson, Hubert, Auteur . - 2011 . - pp. 5-16.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 5-16
Mots-clés : Ressaut hydraulique Turbulence Entraînement d'air Modèle physique Modèle numérique Similarité dynamique Index. décimale : 551.4 Résumé : A free-surface flow can change from a supercritical to subcritical flow with a strong dissipative phenomenon called a hydraulic jump. Herein the progress and development in turbulent hydraulic jumps are reviewed with a focus on hydraulic jumps operating at large Reynolds numbers typically encountered in natural streams and hydraulic structures. The key features of the turbulent hydraulic jumps are the highly turbulent flow motion associated with some intense air bubble entrainment at the jump toe. The state-of-the-art on the topic is discussed based upon recent theoretical analyses and physical data.
La transition d’un écoulement à surface libre torrentiel en un écoulement fluvial s’effectue avec un processus dissipatif, appelé un ressaut hydraulique. Dans cette synthèse, on décrit les développements récents des connaissances sur les ressauts hydrauliques turbulents, avec grands nombres de Reynolds, qui sont typiques des écoulements dans les rivières et dans les ouvrages hydrauliques. Les caractéristiques principales de ces ressauts sont le caractère extrêmement turbulent de l’écoulement, couplé à un entrainement important d’air dans le rouleau de déferlement. On discute les derniers développements en se basant sur les équations théoriques et des résultats physiques.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 17-22
Titre : Sources of uncertainty in the validation of a coupled hydrological-hydraulic simulation model with sediment transport Titre original : Sources d'incertitude dans la validation d'un modèle assemblé de simulation hydrologique-hydraulique avec transport de sédiments Type de document : texte imprimé Auteurs : Daniel Lopez-Barrera, Auteur ; Pilar Garcia Navarro, Auteur ; Pilar Brufau, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 17-22 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modèle hydrologique Modèle hydraulique Volumes finis Bassins expérimentaux Index. décimale : 551.4 Résumé : Arnás and Araguás are two well-instrumented basins located in the Spanish Pyrenees. Experimental data of water discharge from different rainfall events, together with precipitation, temperature and soil humidity have been used in order to calibrate a distributed numerical model of hydrological and hydraulic processes based on a two-dimensional approximation of the shallow water equations. The hydrological model is based on simple but physically-based laws to calculate the evapotranspiration and the infiltration. The surface runoff is modelled by means of a 2D diffusive-wave model. Sediment transport phenomena are simulated by means of a hillslope erosion model. All the differential equations involved in the processes have been discretized using an explicit scheme on quadrilateral meshes. The work is focused on the influence of the choice of the empirical parameters on the model results concerning solid and liquid discharges.
Arnás et Araguás sont deux bassins bien instrumentés qui se trouvent dans les Pyrénées espagnoles On a utilisé des données expérimentales de débit de différents évenements de précipitation ainsi que des données de température et d’humidité du sol pour la calibration d’un modèle numérique distribué hydrologique/ hydraulique. Le modèle hydrologique est basé sur des lois physiques simples pour calculer l’évapotranspiration et l’infiltration. La partie hydraulique est basée sur une approximation d’onde diffusive des équations de St Venant à deux dimensions. Les phénomènes de transport de matériau solide sont simulés avec un modèle d’érosion du type Hillslope. Toutes les équations différentielles impliquées ant été discrétisées en utilisant une méthode explicite sur des mailles carrées. L’objectif est de déterminer l’influence du choix des paramètres empiriques sur les résultats numériques qui sont obtenus pour le débit solide et liquide.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Sources of uncertainty in the validation of a coupled hydrological-hydraulic simulation model with sediment transport = Sources d'incertitude dans la validation d'un modèle assemblé de simulation hydrologique-hydraulique avec transport de sédiments [texte imprimé] / Daniel Lopez-Barrera, Auteur ; Pilar Garcia Navarro, Auteur ; Pilar Brufau, Auteur . - 2011 . - pp. 17-22.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 17-22
Mots-clés : Modèle hydrologique Modèle hydraulique Volumes finis Bassins expérimentaux Index. décimale : 551.4 Résumé : Arnás and Araguás are two well-instrumented basins located in the Spanish Pyrenees. Experimental data of water discharge from different rainfall events, together with precipitation, temperature and soil humidity have been used in order to calibrate a distributed numerical model of hydrological and hydraulic processes based on a two-dimensional approximation of the shallow water equations. The hydrological model is based on simple but physically-based laws to calculate the evapotranspiration and the infiltration. The surface runoff is modelled by means of a 2D diffusive-wave model. Sediment transport phenomena are simulated by means of a hillslope erosion model. All the differential equations involved in the processes have been discretized using an explicit scheme on quadrilateral meshes. The work is focused on the influence of the choice of the empirical parameters on the model results concerning solid and liquid discharges.
Arnás et Araguás sont deux bassins bien instrumentés qui se trouvent dans les Pyrénées espagnoles On a utilisé des données expérimentales de débit de différents évenements de précipitation ainsi que des données de température et d’humidité du sol pour la calibration d’un modèle numérique distribué hydrologique/ hydraulique. Le modèle hydrologique est basé sur des lois physiques simples pour calculer l’évapotranspiration et l’infiltration. La partie hydraulique est basée sur une approximation d’onde diffusive des équations de St Venant à deux dimensions. Les phénomènes de transport de matériau solide sont simulés avec un modèle d’érosion du type Hillslope. Toutes les équations différentielles impliquées ant été discrétisées en utilisant une méthode explicite sur des mailles carrées. L’objectif est de déterminer l’influence du choix des paramètres empiriques sur les résultats numériques qui sont obtenus pour le débit solide et liquide.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 23-28
Titre : Coupling of 1D and 2D models for river flow modelling Titre original : Couplage 1D-2 D pour la modélisation fluviale Type de document : texte imprimé Auteurs : Pascal Finaud-Guyot, Auteur ; Carole Delenne, Auteur ; Guinot, Vincent, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 23-28 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modélisation 1D-2D Equation de Saint-Venant SW 12D Interaction lit mineur Lit majeur Index. décimale : 551.4 Résumé : 1D river flow modelling approaches are generally inefficient when overbank flow occurs as the momentum transfers between the main channel and the overbank are neglected. 2D approaches require a precise meshing of the river bed to correctly take the topography into account, leading to high computational time. The existing implementations of the coupling 1D and 2D approaches take only mass transfer into account, while momentum transfers are neglected. A new 1D-2D methodology allows for a drastic reduction in the number of cells compared to a classical 2D mesh by including each 1D-cell within a single 2D-cell that represents the floodplain. This also reduces the calculation time as the computation of the fluxes between 1D– and 2D-cells (that generally requires a small time step to ensure solution stability) is not necessary. The equations are solved using a finite volume approach that leads to a Riemann problem at the interface between two 1D– (or 2D-) cells that is solved using the HLLC solver. Instead of computing the flux between a 1D– and a 2D-cell, several hypotheses are used to determine the mass and momentum exchange. A numerical test case compares SW12D to a classical 2D approach on the basis of experimental values. A real world test case is also used to check the ability of SW12D to reproduce results produced by a classical 2D approach. In both cases, SW12D is more efficient and allows for a significant reduction of the computational duration.
La modélisation 1D des écoulements en rivière est généralement insatisfaisante quand des débordements apparaissent dans la mesure où les transferts de quantité de mouvement entre les lits mineur et majeur sont négligés. Les approches 2D nécessitent un maillage fin du lit mineur pour correctement prendre en compte la topographie ce qui augmente le temps de calcul. Les modèles 1D-2D existants négligent également les transferts de quantité de mouvement entre lits. Une nouvelle méthodologie 1D-2D permet de réduire le nombre de mailles en comparaison avec un maillage 2D classique en incluant chaque cellule 1D dans une unique cellule 2D représentative de la plaine d’inondation. Cela permet également une réduction du temps de calcul car le calcul des flux entre mailles 1D et 2D (qui imposent généralement un faible pas de temps pour garantir la stabilité de la solution) n’est plus nécessaire. Les équations sont résolues avec une approcShe aux volumes finis qui conduit à un problème de Riemann à l’interface entre deux cellules 1D (ou 2D) qui est résolu grâce au solveur HLLC. Plusieurs hypothèses permettent de déterminer l’échange de masse et de quantité de mouvement entre les cellules 1D et 2D. Un cas test compare SW12D à une approche 2D sur la base de données expérimentales. La capacité de SW12D à reproduire les résultats d’un modèle 2D est validée sur une topographie réelle. Dans tous les cas, SW12D offre une précision de résultats au moins égale à celle de l’approche classique avec un temps de calcul réduit.
REFERENCE : 0018-6368 ISSN : 553.7 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Coupling of 1D and 2D models for river flow modelling = Couplage 1D-2 D pour la modélisation fluviale [texte imprimé] / Pascal Finaud-Guyot, Auteur ; Carole Delenne, Auteur ; Guinot, Vincent, Auteur . - 2011 . - pp. 23-28.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 23-28
Mots-clés : Modélisation 1D-2D Equation de Saint-Venant SW 12D Interaction lit mineur Lit majeur Index. décimale : 551.4 Résumé : 1D river flow modelling approaches are generally inefficient when overbank flow occurs as the momentum transfers between the main channel and the overbank are neglected. 2D approaches require a precise meshing of the river bed to correctly take the topography into account, leading to high computational time. The existing implementations of the coupling 1D and 2D approaches take only mass transfer into account, while momentum transfers are neglected. A new 1D-2D methodology allows for a drastic reduction in the number of cells compared to a classical 2D mesh by including each 1D-cell within a single 2D-cell that represents the floodplain. This also reduces the calculation time as the computation of the fluxes between 1D– and 2D-cells (that generally requires a small time step to ensure solution stability) is not necessary. The equations are solved using a finite volume approach that leads to a Riemann problem at the interface between two 1D– (or 2D-) cells that is solved using the HLLC solver. Instead of computing the flux between a 1D– and a 2D-cell, several hypotheses are used to determine the mass and momentum exchange. A numerical test case compares SW12D to a classical 2D approach on the basis of experimental values. A real world test case is also used to check the ability of SW12D to reproduce results produced by a classical 2D approach. In both cases, SW12D is more efficient and allows for a significant reduction of the computational duration.
La modélisation 1D des écoulements en rivière est généralement insatisfaisante quand des débordements apparaissent dans la mesure où les transferts de quantité de mouvement entre les lits mineur et majeur sont négligés. Les approches 2D nécessitent un maillage fin du lit mineur pour correctement prendre en compte la topographie ce qui augmente le temps de calcul. Les modèles 1D-2D existants négligent également les transferts de quantité de mouvement entre lits. Une nouvelle méthodologie 1D-2D permet de réduire le nombre de mailles en comparaison avec un maillage 2D classique en incluant chaque cellule 1D dans une unique cellule 2D représentative de la plaine d’inondation. Cela permet également une réduction du temps de calcul car le calcul des flux entre mailles 1D et 2D (qui imposent généralement un faible pas de temps pour garantir la stabilité de la solution) n’est plus nécessaire. Les équations sont résolues avec une approcShe aux volumes finis qui conduit à un problème de Riemann à l’interface entre deux cellules 1D (ou 2D) qui est résolu grâce au solveur HLLC. Plusieurs hypothèses permettent de déterminer l’échange de masse et de quantité de mouvement entre les cellules 1D et 2D. Un cas test compare SW12D à une approche 2D sur la base de données expérimentales. La capacité de SW12D à reproduire les résultats d’un modèle 2D est validée sur une topographie réelle. Dans tous les cas, SW12D offre une précision de résultats au moins égale à celle de l’approche classique avec un temps de calcul réduit.
REFERENCE : 0018-6368 ISSN : 553.7 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 29-35
Titre : Prise de décision d'évacuation des populations protégées par une digue lors d'une crue majeure de la Loire-exemple du Val d'Orléans Titre original : When and how to decide the evacuation of a major city (like Orléans-France) before a major flood breaches the dikes Type de document : texte imprimé Auteurs : David Goutx, Auteur ; Didier Reinbold, Auteur ; Jean-Pierre Valette, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 29-35 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Prévision Crues Evacuation Digues Incertitudes Index. décimale : 551.4 Résumé : Plus de 300 000 personnes habitent dans les zones menacées par les crues majeures de la Loire, protégées derrière 600 km de hautes digues. En cas de rupture d’une de ces digues, des milliers de vies humaines seraient directement menacées. Une évacuation préventive des populations les plus exposées au risque de brèche s’impose donc. Toutefois, cette évacuation a elle-même des conséquences importantes, dont le Préfet aura à rendre compte en cas de non-réalisation du risque d’inondation (I).
Le dispositif repose avant tout sur une condition claire et sans ambiguïté de la décision d’évacuation, lorsque le niveau d’eau attendu au droit d’une échelle de référence dépasse le « niveau de protection garanti » et qu’il faut donc s’attendre à l’ouverture d’une brèche (II).
Les modèles de prévision des crues, les analyses de résistance des endiguements et les plans d’évacuation mis en place par les services de l’Etat comportent des incertitudes, dont la combinaison est problématique, sauf à considérer un niveau finalement constaté au droit de l’échelle de référence au jour J, et à remonter dans le temps pour évaluer le brouillage de cette information et sa prévisibilité aux jours J-1, J-2, etc. (III).
Ainsi, le plan d’évacuation est-il conçu par paliers successifs consolidant les certitudes engrangées jour après jour en temps réel tout en conservant une capacité de réversibilité correspondant au degré d’incertitude résiduelle, appréciée en ordre de grandeur (IV).
More than 300 000 people live in the Loire valley, protected from the usual floods by high dikes, but also under the constant threat of a flash-flood caused by a breach which would give no chance to evacuate on time. So a preventive evacuation must be decided and completed before such a breach occurs but the authorities would have to assume the heavy consequences if in the end, no such breach happens. (I)
The decision to evacuate must be based on an unambiguous criteria, when the predicted level of the flood rises above a safe level, indicating a likely breach in the dikes. (II)
Alas, neither the flood prediction models nor the dike-breach detection plans are free of uncertainties. A way to resolve the combined uncertainties is to use the measured level of a known flood on D-day, and then try to evaluate the errors inherent to the models and the accuracy of D-Day predictions using information from D-1,D-2,… (III)
Thus, the evacuation plan is designed in successive steps, building on the certainties coming for observational data while keeping the capacity to reverse as much of the process as long as possible. (IV)
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Prise de décision d'évacuation des populations protégées par une digue lors d'une crue majeure de la Loire-exemple du Val d'Orléans = When and how to decide the evacuation of a major city (like Orléans-France) before a major flood breaches the dikes [texte imprimé] / David Goutx, Auteur ; Didier Reinbold, Auteur ; Jean-Pierre Valette, Auteur . - 2011 . - pp. 29-35.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 29-35
Mots-clés : Prévision Crues Evacuation Digues Incertitudes Index. décimale : 551.4 Résumé : Plus de 300 000 personnes habitent dans les zones menacées par les crues majeures de la Loire, protégées derrière 600 km de hautes digues. En cas de rupture d’une de ces digues, des milliers de vies humaines seraient directement menacées. Une évacuation préventive des populations les plus exposées au risque de brèche s’impose donc. Toutefois, cette évacuation a elle-même des conséquences importantes, dont le Préfet aura à rendre compte en cas de non-réalisation du risque d’inondation (I).
Le dispositif repose avant tout sur une condition claire et sans ambiguïté de la décision d’évacuation, lorsque le niveau d’eau attendu au droit d’une échelle de référence dépasse le « niveau de protection garanti » et qu’il faut donc s’attendre à l’ouverture d’une brèche (II).
Les modèles de prévision des crues, les analyses de résistance des endiguements et les plans d’évacuation mis en place par les services de l’Etat comportent des incertitudes, dont la combinaison est problématique, sauf à considérer un niveau finalement constaté au droit de l’échelle de référence au jour J, et à remonter dans le temps pour évaluer le brouillage de cette information et sa prévisibilité aux jours J-1, J-2, etc. (III).
Ainsi, le plan d’évacuation est-il conçu par paliers successifs consolidant les certitudes engrangées jour après jour en temps réel tout en conservant une capacité de réversibilité correspondant au degré d’incertitude résiduelle, appréciée en ordre de grandeur (IV).
More than 300 000 people live in the Loire valley, protected from the usual floods by high dikes, but also under the constant threat of a flash-flood caused by a breach which would give no chance to evacuate on time. So a preventive evacuation must be decided and completed before such a breach occurs but the authorities would have to assume the heavy consequences if in the end, no such breach happens. (I)
The decision to evacuate must be based on an unambiguous criteria, when the predicted level of the flood rises above a safe level, indicating a likely breach in the dikes. (II)
Alas, neither the flood prediction models nor the dike-breach detection plans are free of uncertainties. A way to resolve the combined uncertainties is to use the measured level of a known flood on D-day, and then try to evaluate the errors inherent to the models and the accuracy of D-Day predictions using information from D-1,D-2,… (III)
Thus, the evacuation plan is designed in successive steps, building on the certainties coming for observational data while keeping the capacity to reverse as much of the process as long as possible. (IV)
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 36-41
Titre : Validation of a 2-dimensional hydraodynamic model with in a study to propose the optimal disposal strategy in the Western Scheldt Titre original : Validation d'un modèle hydrodynamique 2D pour étudier la stratégie de dépôt optimale des produits de dragage dans l'Escaut occidental Type de document : texte imprimé Auteurs : Stefaan Ides, Auteur ; Yves Plancke, Auteur ; Gwendy Vos, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 36-41 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modélisation numérique Calage d'un modèle hydrodynamique L'Escaut Occidental Index. décimale : 551.4 Résumé : In order to work out a disposal strategy along sandbars in the Western Scheldt, Flanders Hydraulics Research conducted research combining field measurements and 2D high resolution numerical modelling. The Delft3D software was used for this. For the calibration of the numerical model, a lot of information and experience from previous modelling studies was available. In a first phase, the water levels in the model were calibrated by applying a space varying Manning bed roughness coefficient: in this way the propagation of the tidal wave between the different measurement stations could be adapted in the model. In a second phase, the focus of the calibration was on the flow velocities. The horizontal viscosity was used for this as the main parameter. For the intertidal area, the maps of ecotopes were used to calibrate the flow velocity. A depth depending bed roughness as well as the critical velocity between high and low dynamic intertidal areas were used for the calibration. Combining the in situ measurements, the calibrated numerical models and the experience from 2 in situ disposal tests, the engineers of Flanders Hydraulics Research succeeded in working out an optimal disposal strategy.
Le Laboratoire de Recherches Hydrauliques de Flandres a étudié une nouvelle stratégie de dépôt des produits de dragage dans l’Escaut Occidental en combinant des mesures in situ avec des simulations numériques (modèle en 2 dimensions). Pour le câlage du modèle, un retour d’expérience et des informations étaient déjà disponibles, résultant des études précédentes. Le premier câlage a été fait sur les niveaux d’eau. La propagation de l’onde de marée a été calibrée en variant le coefficient de rugosité de Manning. Ensuite, les vitesses ont été ajustées en changeant principalement le coefficient de viscosité horizontale. Pour la zone intertidale, les cartes des écotopes ont été utilisées pour vérifier et ajuster encore mieux les champs des vitesses. Le modèle a été calibré dans la zone intertidale par ajustement des rugosités en fonction de la profondeur et en faisant varier les vitesses critiques séparant les zones à faible et à forte dynamique. La combinaison des mesures in situ, des modèles numériques 2D ainsi que de l’expérience de 2 tests de dépôts ont permis d’élaborer une stratégie optimale de dépôt des produits de dragage.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Validation of a 2-dimensional hydraodynamic model with in a study to propose the optimal disposal strategy in the Western Scheldt = Validation d'un modèle hydrodynamique 2D pour étudier la stratégie de dépôt optimale des produits de dragage dans l'Escaut occidental [texte imprimé] / Stefaan Ides, Auteur ; Yves Plancke, Auteur ; Gwendy Vos, Auteur . - 2011 . - pp. 36-41.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 36-41
Mots-clés : Modélisation numérique Calage d'un modèle hydrodynamique L'Escaut Occidental Index. décimale : 551.4 Résumé : In order to work out a disposal strategy along sandbars in the Western Scheldt, Flanders Hydraulics Research conducted research combining field measurements and 2D high resolution numerical modelling. The Delft3D software was used for this. For the calibration of the numerical model, a lot of information and experience from previous modelling studies was available. In a first phase, the water levels in the model were calibrated by applying a space varying Manning bed roughness coefficient: in this way the propagation of the tidal wave between the different measurement stations could be adapted in the model. In a second phase, the focus of the calibration was on the flow velocities. The horizontal viscosity was used for this as the main parameter. For the intertidal area, the maps of ecotopes were used to calibrate the flow velocity. A depth depending bed roughness as well as the critical velocity between high and low dynamic intertidal areas were used for the calibration. Combining the in situ measurements, the calibrated numerical models and the experience from 2 in situ disposal tests, the engineers of Flanders Hydraulics Research succeeded in working out an optimal disposal strategy.
Le Laboratoire de Recherches Hydrauliques de Flandres a étudié une nouvelle stratégie de dépôt des produits de dragage dans l’Escaut Occidental en combinant des mesures in situ avec des simulations numériques (modèle en 2 dimensions). Pour le câlage du modèle, un retour d’expérience et des informations étaient déjà disponibles, résultant des études précédentes. Le premier câlage a été fait sur les niveaux d’eau. La propagation de l’onde de marée a été calibrée en variant le coefficient de rugosité de Manning. Ensuite, les vitesses ont été ajustées en changeant principalement le coefficient de viscosité horizontale. Pour la zone intertidale, les cartes des écotopes ont été utilisées pour vérifier et ajuster encore mieux les champs des vitesses. Le modèle a été calibré dans la zone intertidale par ajustement des rugosités en fonction de la profondeur et en faisant varier les vitesses critiques séparant les zones à faible et à forte dynamique. La combinaison des mesures in situ, des modèles numériques 2D ainsi que de l’expérience de 2 tests de dépôts ont permis d’élaborer une stratégie optimale de dépôt des produits de dragage.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 42-47
Titre : Comparaison de modèles 1D à casiers et 2D pour la modélisation hydraulique d'une plaine d'inondation: cas de la Garonne entre Tonneins et La Réole Titre original : Comparaison between 1D and 2D models for hydraulic modeling of a floodplain: case of Garonne river Type de document : texte imprimé Auteurs : Amélie Besnard, Auteur ; Nicole Goutal, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 42-47 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Plaine d'inondation Modèle àcasiers Modélisation 1D et 2D Comparaison Index. décimale : 551.4 Résumé : L’objectif de ce travail est d’améliorer la connaissance des différentes méthodes de modélisation hydraulique, essentiellement en ce qui concerne la modélisation d’une plaine d’inondation. On s’intéresse ici à la modélisation 1D à casiers et à la modélisation 2D en comparant les modèles issus des codes Mascaret et Telemac2D sur une portion de 50 km de la Garonne. Les 2 modèles ont été calés sur des lignes d’eau permanentes et en transitoire et ont été comparés sur une crue importante de la Garonne en 1981. Les résultats montrent la bonne convergence des résultats du modèle 1D à casiers sur le modèle 2D. Il montre que ce résultat dépend essentiellement de la bonne représentation des berges et digues longitudinales et confirme l’intérêt d’une modélisation 1D à casiers, compromis intéressant entre une modélisation 1D en lit composé et une modélisation 2D.
The purpose of this study is to improve understanding of different methods of hydraulic modeling, essentially for modeling of a floodplain. We shall look at 1D storage area models and 2D models. The different models obtained from the Mascaret and Telemac2D codes will be compared for a 50 km reach of the Garonne river. The 2 models were calibrated using steady-state water surface profiles and unsteady state conditions and were compared for a major flood event on the Garonne in 1981. The results show good convergence between the results of the 1D storage area model and the 2D model. The study proved that results depend essentially on good representation of the longitudinal banks and dykes, and confirms the benefits of 1D storage area models, a promising compromise between 1D compound channel modeling and 2D modeling.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Comparaison de modèles 1D à casiers et 2D pour la modélisation hydraulique d'une plaine d'inondation: cas de la Garonne entre Tonneins et La Réole = Comparaison between 1D and 2D models for hydraulic modeling of a floodplain: case of Garonne river [texte imprimé] / Amélie Besnard, Auteur ; Nicole Goutal, Auteur . - 2011 . - pp. 42-47.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 42-47
Mots-clés : Plaine d'inondation Modèle àcasiers Modélisation 1D et 2D Comparaison Index. décimale : 551.4 Résumé : L’objectif de ce travail est d’améliorer la connaissance des différentes méthodes de modélisation hydraulique, essentiellement en ce qui concerne la modélisation d’une plaine d’inondation. On s’intéresse ici à la modélisation 1D à casiers et à la modélisation 2D en comparant les modèles issus des codes Mascaret et Telemac2D sur une portion de 50 km de la Garonne. Les 2 modèles ont été calés sur des lignes d’eau permanentes et en transitoire et ont été comparés sur une crue importante de la Garonne en 1981. Les résultats montrent la bonne convergence des résultats du modèle 1D à casiers sur le modèle 2D. Il montre que ce résultat dépend essentiellement de la bonne représentation des berges et digues longitudinales et confirme l’intérêt d’une modélisation 1D à casiers, compromis intéressant entre une modélisation 1D en lit composé et une modélisation 2D.
The purpose of this study is to improve understanding of different methods of hydraulic modeling, essentially for modeling of a floodplain. We shall look at 1D storage area models and 2D models. The different models obtained from the Mascaret and Telemac2D codes will be compared for a 50 km reach of the Garonne river. The 2 models were calibrated using steady-state water surface profiles and unsteady state conditions and were compared for a major flood event on the Garonne in 1981. The results show good convergence between the results of the 1D storage area model and the 2D model. The study proved that results depend essentially on good representation of the longitudinal banks and dykes, and confirms the benefits of 1D storage area models, a promising compromise between 1D compound channel modeling and 2D modeling.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 48-55
Titre : Etude sur modèle physique et numerique des evacuateurs de crue et des fosses d'erosion du barrage de Koman en Albanie Titre original : Physical and numerical modeling of the spillways and plunge pools of Koman Dam in Albania Type de document : texte imprimé Auteurs : Giovanni de Cesare, Auteur ; Milad Daneshvari, Auteur ; Matteo Federspiel, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 48-55 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Fosse d’érosion Evacuateur de crue Saut de ski Modèle physique Modèle numérique Index. décimale : 551.4 Résumé : Le barrage de Koman, de 115 m de hauteur, est situé dans la partie nord de l’Albanie et fait partie des paliers hydroélectriques de la rivière Drin. L’aménagement dispose de deux évacuateurs de crue en tunnel avec des sauts de ski à leurs extrémités. Deux grandes fosses d’érosion se sont créées dans les alluvions avals. Le comportement hydraulique des deux évacuateurs et le processus d’affouillement ont été étudiés sur un modèle réduit et par modélisation numérique avec Flow-3D. L’écoulement dans les tunnels et sur les sauts de ski, ainsi que les trajectoires des jets et les zones d’impact ont pu être déterminés. L’évolution des fosses d’érosion et leurs étendues ont été étudiées. Les essais physiques ainsi que la modélisation numérique ont montré que, pour les deux évacuateurs, les sauts de ski ne peuvent guider les jets convenablement que jusqu’à 50 % de leur capacité nominale. Au-delà, les sauts de ski ne peuvent plus dévier l’écoulement conformément aux prévisions théoriques, et la longueur du jet diminue, approchant la zone d’impact du pied du barrage. Les résultats de la modélisation physique et numérique pour l’état actuel ont pu être corroborés par les observations in situ. Le modèle physique et la simulation numérique permettent de reproduire fidèlement la création d’une fosse d’érosion dans les alluvions due à l’impact du jet plongeant.
The 115 m high Koman Dam is located in the northern part of Albania and is part of the Drin River hydroelectric cascade. The dam is equipped with two tunnel spillways with flip buckets at their downstream limits. Two large scour holes were created in the downstream alluvium. The hydraulic behavior of the two spillways and the formation of the scour holes were studied on a physical scale model and by numerical simulation with Flow-3D. The flow in the tunnels and over the ski jumps, as well as the jet trajectories and the impact zones could be determined. The evolution of scour holes and their extent were studied. The physical model tests as well as the numerical simulations showed that, for the spillways, the flip buckets can deflect the jets suitably only up to 50 % of the nominal capacity. Beyond that discharge, the flip buckets cannot guide the flow according to theory, and the jet length decreases, approaching the impact zone to the downstream dam toe. The results from the physical and numerical modeling for the current state could be validated against in situ observations. The physical model and the numerical simulation are able to reproduce accurately the plunge pool scour in an alluvial bed due to the plunging jet impact.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Etude sur modèle physique et numerique des evacuateurs de crue et des fosses d'erosion du barrage de Koman en Albanie = Physical and numerical modeling of the spillways and plunge pools of Koman Dam in Albania [texte imprimé] / Giovanni de Cesare, Auteur ; Milad Daneshvari, Auteur ; Matteo Federspiel, Auteur . - 2011 . - pp. 48-55.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 48-55
Mots-clés : Fosse d’érosion Evacuateur de crue Saut de ski Modèle physique Modèle numérique Index. décimale : 551.4 Résumé : Le barrage de Koman, de 115 m de hauteur, est situé dans la partie nord de l’Albanie et fait partie des paliers hydroélectriques de la rivière Drin. L’aménagement dispose de deux évacuateurs de crue en tunnel avec des sauts de ski à leurs extrémités. Deux grandes fosses d’érosion se sont créées dans les alluvions avals. Le comportement hydraulique des deux évacuateurs et le processus d’affouillement ont été étudiés sur un modèle réduit et par modélisation numérique avec Flow-3D. L’écoulement dans les tunnels et sur les sauts de ski, ainsi que les trajectoires des jets et les zones d’impact ont pu être déterminés. L’évolution des fosses d’érosion et leurs étendues ont été étudiées. Les essais physiques ainsi que la modélisation numérique ont montré que, pour les deux évacuateurs, les sauts de ski ne peuvent guider les jets convenablement que jusqu’à 50 % de leur capacité nominale. Au-delà, les sauts de ski ne peuvent plus dévier l’écoulement conformément aux prévisions théoriques, et la longueur du jet diminue, approchant la zone d’impact du pied du barrage. Les résultats de la modélisation physique et numérique pour l’état actuel ont pu être corroborés par les observations in situ. Le modèle physique et la simulation numérique permettent de reproduire fidèlement la création d’une fosse d’érosion dans les alluvions due à l’impact du jet plongeant.
The 115 m high Koman Dam is located in the northern part of Albania and is part of the Drin River hydroelectric cascade. The dam is equipped with two tunnel spillways with flip buckets at their downstream limits. Two large scour holes were created in the downstream alluvium. The hydraulic behavior of the two spillways and the formation of the scour holes were studied on a physical scale model and by numerical simulation with Flow-3D. The flow in the tunnels and over the ski jumps, as well as the jet trajectories and the impact zones could be determined. The evolution of scour holes and their extent were studied. The physical model tests as well as the numerical simulations showed that, for the spillways, the flip buckets can deflect the jets suitably only up to 50 % of the nominal capacity. Beyond that discharge, the flip buckets cannot guide the flow according to theory, and the jet length decreases, approaching the impact zone to the downstream dam toe. The results from the physical and numerical modeling for the current state could be validated against in situ observations. The physical model and the numerical simulation are able to reproduce accurately the plunge pool scour in an alluvial bed due to the plunging jet impact.
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in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 56-62
Titre : Efficient hydraulic numerical modelingwith multiblock grids and linked models Titre original : Modélisation hydraulique performante avec des maillages multiblocs et des modèles couplés Type de document : texte imprimé Auteurs : Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 56-62 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Volumes finis Equations des eaux peu profonds Multi-modèle Couplage 1D-2D Index. décimale : 551.4 Résumé : In the field of numerical hydraulic engineering, the size of the simulations is one of the current challenges to overcome in order to be able to consider with sufficient accuracy the large areas involved in practical applications. In this scope, the linking in the same computational domain of different solvers, each one used in the part of the simulation where its characteristics are most suitable, opens the door to huge modeling capacities. Such optimized hydraulic numerical modeling is presented in this paper with a multiblock multimodel 2D solver and its linking to a 1D model. After a description of the solvers, with emphasis on the linking procedures, theoretical test cases and real applications are presented.
Dans le domaine de la modélisation numérique en ingénierie hydraulique, le problème de la taille des simulations est un des défis actuellement à relever afin de permettre d’envisager avec une précision suffisante les grandes emprises d’études concernées par les applications pratiques. Dans ce cadre, le couplage de différents outils numériques au sein d’une même application, chacun d’eux étant appliqué à l’endroit où il s’avère le mieux adapté, ouvre la voie à des modélisations de grande ampleur. De tels outils numériques sont présentés dans cet article au travers d’un logiciel 2D multiblocs multimodèles et de son couplage avec un logiciel 1D. Après une description des modèles en insistant sur les procédures de couplage, des cas tests théoriques et des applications réelles sont présentés.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Efficient hydraulic numerical modelingwith multiblock grids and linked models = Modélisation hydraulique performante avec des maillages multiblocs et des modèles couplés [texte imprimé] / Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur . - 2011 . - pp. 56-62.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 56-62
Mots-clés : Volumes finis Equations des eaux peu profonds Multi-modèle Couplage 1D-2D Index. décimale : 551.4 Résumé : In the field of numerical hydraulic engineering, the size of the simulations is one of the current challenges to overcome in order to be able to consider with sufficient accuracy the large areas involved in practical applications. In this scope, the linking in the same computational domain of different solvers, each one used in the part of the simulation where its characteristics are most suitable, opens the door to huge modeling capacities. Such optimized hydraulic numerical modeling is presented in this paper with a multiblock multimodel 2D solver and its linking to a 1D model. After a description of the solvers, with emphasis on the linking procedures, theoretical test cases and real applications are presented.
Dans le domaine de la modélisation numérique en ingénierie hydraulique, le problème de la taille des simulations est un des défis actuellement à relever afin de permettre d’envisager avec une précision suffisante les grandes emprises d’études concernées par les applications pratiques. Dans ce cadre, le couplage de différents outils numériques au sein d’une même application, chacun d’eux étant appliqué à l’endroit où il s’avère le mieux adapté, ouvre la voie à des modélisations de grande ampleur. De tels outils numériques sont présentés dans cet article au travers d’un logiciel 2D multiblocs multimodèles et de son couplage avec un logiciel 1D. Après une description des modèles en insistant sur les procédures de couplage, des cas tests théoriques et des applications réelles sont présentés.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 63-63
Titre : Analyse pour le calage de modèles hydrauliques à surface libre: une approche par lesthéories des systèmes linéaires et de l'automatique Titre original : Analysis for the calibration of open-channel flow models: insights from linear systems and automatic control approaches Type de document : texte imprimé Auteurs : Pierre-Olivier Malaterre, Auteur ; Jean-Pierre Baume, Auteur ; Nelly Jean-Baptiste, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 63-63 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Sensibilité Diagramme de Bode Norme ℓ1 Perturbation pire-cas Scenario d'entrée Index. décimale : 551.4 Résumé : Tout projet mettant en œuvre un modèle nécessite une phase de calage. Pour un modèle hydrodynamique basé sur les équations de Saint-Venant, cela signifie ajuster des coefficients de frottement, des coefficients de débits aux ouvrages frontaux et latéraux, et des termes d’infiltration. Plusieurs méthodes basées sur la minimisation d’un critère existent. Quelque soit la méthode retenue, il y a une première question importante mais souvent négligée à se poser : « est-il possible d’identifier les paramètres désirés à partir des données disponibles ? » Cette première question peut être reliée à la notion de « sensibilité ». Elle dépend du lien reliant les paramètres aux sorties, mais aussi des précisions souhaitées sur ces paramètres et de la précision disponible sur les mesures. Le concept d’équifinalité souligne le fait que, dans certains cas, plusieurs jeux de paramètres peuvent fournir les mêmes sorties d’un modèle, modulo des incertitudes données. Ce concept est sujet à caution, car il est utilisé pour critiquer un modèle, intrinsèquement, alors qu’il est tout autant lié au jeu de données utilisé pour le calage. Une question importante est donc « quel serait le jeu de données optimal pour le calage ? » Le concept de « pire cas » peut apporter des éléments de réponse à cette question, sous certaines hypothèses. L’article présente des méthodologies permettant de répondre partiellement à ces questions, et les illustre sur un exemple de la littérature. Cela montre qu’un algorithme de minimisation peut être utile, mais que savoir répondre aux deux questions posées ci-dessus l’est tout autant.
Any project using a model should include a calibration phase. For a 1D hydrodynamic model based on Saint-Venant’s equations, this often means adjusting roughness coefficients, discharge coefficients at cross and lateral devices, and seepage. Several methods are described in the literature, based on minimization approaches. Whatever algorithm selected, there is nevertheless an important question to address first, which is seldom studied in the literature : « is it possible to identify the parameters I want from the measurements I have ? » This first question is linked to what is called « sensitivity ». This depends on the relationship between parameters and outputs of the model, but also on the desired precision on the parameters and on the available one on the measurements. Some people introduced the concept of « equifinality » stating that, in some cases, several different sets of parameters give the same model outputs within given uncertainties. This concept is somehow peculiar in the sense that it is used to criticize the model itself, whereas it may also be attached to the set of data used for the calibration. An important question is therefore « what type of input scenario would be best to be able to calibrate the model ? » This second question can be addressed under some assumptions using the « worst-case » concept. The paper provides methodologies for partially answering these 2 questions, and is applied to an example taken from the literature. This shows that having a minimization algorithm is maybe useful, but being able to answer the two above questions is even more important.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Analyse pour le calage de modèles hydrauliques à surface libre: une approche par lesthéories des systèmes linéaires et de l'automatique = Analysis for the calibration of open-channel flow models: insights from linear systems and automatic control approaches [texte imprimé] / Pierre-Olivier Malaterre, Auteur ; Jean-Pierre Baume, Auteur ; Nelly Jean-Baptiste, Auteur . - 2011 . - pp. 63-63.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 63-63
Mots-clés : Sensibilité Diagramme de Bode Norme ℓ1 Perturbation pire-cas Scenario d'entrée Index. décimale : 551.4 Résumé : Tout projet mettant en œuvre un modèle nécessite une phase de calage. Pour un modèle hydrodynamique basé sur les équations de Saint-Venant, cela signifie ajuster des coefficients de frottement, des coefficients de débits aux ouvrages frontaux et latéraux, et des termes d’infiltration. Plusieurs méthodes basées sur la minimisation d’un critère existent. Quelque soit la méthode retenue, il y a une première question importante mais souvent négligée à se poser : « est-il possible d’identifier les paramètres désirés à partir des données disponibles ? » Cette première question peut être reliée à la notion de « sensibilité ». Elle dépend du lien reliant les paramètres aux sorties, mais aussi des précisions souhaitées sur ces paramètres et de la précision disponible sur les mesures. Le concept d’équifinalité souligne le fait que, dans certains cas, plusieurs jeux de paramètres peuvent fournir les mêmes sorties d’un modèle, modulo des incertitudes données. Ce concept est sujet à caution, car il est utilisé pour critiquer un modèle, intrinsèquement, alors qu’il est tout autant lié au jeu de données utilisé pour le calage. Une question importante est donc « quel serait le jeu de données optimal pour le calage ? » Le concept de « pire cas » peut apporter des éléments de réponse à cette question, sous certaines hypothèses. L’article présente des méthodologies permettant de répondre partiellement à ces questions, et les illustre sur un exemple de la littérature. Cela montre qu’un algorithme de minimisation peut être utile, mais que savoir répondre aux deux questions posées ci-dessus l’est tout autant.
Any project using a model should include a calibration phase. For a 1D hydrodynamic model based on Saint-Venant’s equations, this often means adjusting roughness coefficients, discharge coefficients at cross and lateral devices, and seepage. Several methods are described in the literature, based on minimization approaches. Whatever algorithm selected, there is nevertheless an important question to address first, which is seldom studied in the literature : « is it possible to identify the parameters I want from the measurements I have ? » This first question is linked to what is called « sensitivity ». This depends on the relationship between parameters and outputs of the model, but also on the desired precision on the parameters and on the available one on the measurements. Some people introduced the concept of « equifinality » stating that, in some cases, several different sets of parameters give the same model outputs within given uncertainties. This concept is somehow peculiar in the sense that it is used to criticize the model itself, whereas it may also be attached to the set of data used for the calibration. An important question is therefore « what type of input scenario would be best to be able to calibrate the model ? » This second question can be addressed under some assumptions using the « worst-case » concept. The paper provides methodologies for partially answering these 2 questions, and is applied to an example taken from the literature. This shows that having a minimization algorithm is maybe useful, but being able to answer the two above questions is even more important.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
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