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A 2D shallow flow model for practical dam-break simulations / Yueling Wang in Journal of hydraulic research, Vol. 49 N° 3 (Mai/Juin 2011) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 49 N° 3 (Mai/Juin 2011) . - pp. 307-316 Titre : A 2D shallow flow model for practical dam-break simulations Type de document : texte imprimé Auteurs : Yueling Wang, Auteur ; Liang, Qiuhua, Auteur ; Kesserwani, Georges, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 307-316 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dam  break  Friction  term  Godunov-type  method  Shallow-water  equation  Well-balanced  scheme  Wetting  and  drying 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 : Dam-break flows usually occur in domains with complex geometric and topographic features and involve abrupt flow patterns. A dam-break model must therefore be able to effectively handle different flow types including transcritical flows or hydraulic jumps, deal with complex domain topography, capture repeating wet–dry interface and represent high roughness values in the floodplain. Herein, all of these objectives are achieved by extending a recent one-dimensional finite volume Godunov-type model into two dimensions for solving the shallow-water equations. While doing so, a much simplified condition to maintain well-balanced solutions around a wet–dry front is proposed and a two-dimensional friction source term discretization is derived under a suitable stability condition in relation to practical simulations. The two-dimensional model is successfully validated against three analytical benchmark tests and then assessed for predicting realistic dam-break flood events. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2011.566248 [article] A 2D shallow flow model for practical dam-break simulations [texte imprimé] / Yueling Wang, Auteur ; Liang, Qiuhua, Auteur ; Kesserwani, Georges, Auteur . - 2011 . - pp. 307-316. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 49 N° 3 (Mai/Juin 2011) . - pp. 307-316 Mots-clés : Dam  break  Friction  term  Godunov-type  method  Shallow-water  equation  Well-balanced  scheme  Wetting  and  drying 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 : Dam-break flows usually occur in domains with complex geometric and topographic features and involve abrupt flow patterns. A dam-break model must therefore be able to effectively handle different flow types including transcritical flows or hydraulic jumps, deal with complex domain topography, capture repeating wet–dry interface and represent high roughness values in the floodplain. Herein, all of these objectives are achieved by extending a recent one-dimensional finite volume Godunov-type model into two dimensions for solving the shallow-water equations. While doing so, a much simplified condition to maintain well-balanced solutions around a wet–dry front is proposed and a two-dimensional friction source term discretization is derived under a suitable stability condition in relation to practical simulations. The two-dimensional model is successfully validated against three analytical benchmark tests and then assessed for predicting realistic dam-break flood events. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2011.566248

Simulation bidimensionnelle de l’écoulement a surface libre a travers les jonctions / Ghostine, Rabih in La Houille blanche, N°5 (2007) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N°5 (2007) . - 107-112 p. Titre : Simulation bidimensionnelle de l’écoulement a surface libre a travers les jonctions Titre original : Two dimensional simulation of flow at open channel junctions Type de document : texte imprimé Auteurs : Ghostine, Rabih, Auteur ; Kesserwani, Georges, Auteur ; Vazquez, José, Auteur Article en page(s) : 107-112 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Ecoulement  Surface  libre  Modèle  mathématique  Modèle  unidimensionnel  Simulation  numérique  Jonction Index. décimale : 551.4 Résumé : This study is interested in the flows at open channel junctions.The one-dimensional models usually used to characterize the hydraulic behaviour of these phenomenon are of empirical nature. The formulations used, often present a reduced field of validity. To overpass this constraint, we use the two-dimensional Saint Venant equations in order to numerically simulate the flows through junctions. An explicit second order finite volume scheme with Roe’s approximate Riemann solver is used to solve these equations, by using a triangular cells, in order to represent with accuracy irregular geometries. The model is verified by comparing the model output with analytical solutions. Two typical examples of dam break problems are presented in this article : the first through a combining junction and the second through a dividing junction. Cette étude s’intéresse aux écoulements à surface libre à travers les jonctions. Les modèles unidimensionnels couramment utilisés pour caractériser le fonctionnement hydraulique de ces ouvrages sont de nature empirique. Les formulations utilisées présentent souvent un domaine de validité réduit. Pour s’affranchir de cette contrainte, nous utilisons les équations de Barré de Saint Venant bidimensionnelles afin de simuler numériquement les écoulements à travers les jonctions. Un schéma explicite de volume fini du second ordre avec le solveur de Roe est utilisé pour résoudre ces équations, en utilisant un maillage triangulaire, afin de représenter avec précision les géométries irrégulières. Le modèle est vérifié en comparant les résultats obtenus par le modèle avec des solutions analytiques. Puis deux exemples, relatifs à la notion de barrage idéal, sont présentés dans cet article : le premier à travers une confluence et le second à travers une déffluence. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Écoulement (hydrologie) En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Simulation bidimensionnelle de l’écoulement a surface libre a travers les jonctions = Two dimensional simulation of flow at open channel junctions [texte imprimé] / Ghostine, Rabih, Auteur ; Kesserwani, Georges, Auteur ; Vazquez, José, Auteur . - 107-112 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N°5 (2007) . - 107-112 p. Mots-clés : Ecoulement  Surface  libre  Modèle  mathématique  Modèle  unidimensionnel  Simulation  numérique  Jonction Index. décimale : 551.4 Résumé : This study is interested in the flows at open channel junctions.The one-dimensional models usually used to characterize the hydraulic behaviour of these phenomenon are of empirical nature. The formulations used, often present a reduced field of validity. To overpass this constraint, we use the two-dimensional Saint Venant equations in order to numerically simulate the flows through junctions. An explicit second order finite volume scheme with Roe’s approximate Riemann solver is used to solve these equations, by using a triangular cells, in order to represent with accuracy irregular geometries. The model is verified by comparing the model output with analytical solutions. Two typical examples of dam break problems are presented in this article : the first through a combining junction and the second through a dividing junction. Cette étude s’intéresse aux écoulements à surface libre à travers les jonctions. Les modèles unidimensionnels couramment utilisés pour caractériser le fonctionnement hydraulique de ces ouvrages sont de nature empirique. Les formulations utilisées présentent souvent un domaine de validité réduit. Pour s’affranchir de cette contrainte, nous utilisons les équations de Barré de Saint Venant bidimensionnelles afin de simuler numériquement les écoulements à travers les jonctions. Un schéma explicite de volume fini du second ordre avec le solveur de Roe est utilisé pour résoudre ces équations, en utilisant un maillage triangulaire, afin de représenter avec précision les géométries irrégulières. Le modèle est vérifié en comparant les résultats obtenus par le modèle avec des solutions analytiques. Puis deux exemples, relatifs à la notion de barrage idéal, sont présentés dans cet article : le premier à travers une confluence et le second à travers une déffluence. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Écoulement (hydrologie) En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]

Simulation unidimensionnelle de l’écoulement a surface libre avec un schéma numérique TVD en discrétisation implicite et explicite / Kesserwani, Georges in La Houille blanche, N°5 (2007) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N°5 (2007) . - 101-106 p. Titre : Simulation unidimensionnelle de l’écoulement a surface libre avec un schéma numérique TVD en discrétisation implicite et explicite Titre original : One Dimensional Free Surface flow Simulation by Means of a TVD numerical scheme with an Implicit and an Explicit Time Integrations Type de document : texte imprimé Auteurs : Kesserwani, Georges, Auteur ; Ghostine, Rabih, Auteur ; Vazquez, José, Auteur Article en page(s) : 101-106 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Ecoulement  Surface  libre  Canaux  Modèle  unidimentionnel Index. décimale : 551.4 Résumé : When simulating the shallow water equations. A question to ask: what type temporal discretization “implicit or explicit” is more suitable according to the nature of the hydraulic problem? In this paper, a Total Variation Diminishing (TVD) scheme is considered based on fully explicit and fully implicit time discretization, respectively. The aim is to simulate the open channel flow with steady and transient tests. Numerical results have been evaluated via analytical solutions. The error between the analytical and numerical solution, and the CPU time cost are investigated in order to conclude the advantage and the disadvantage of the implicit scheme with respect to the explicit in the simulation of steady and transient water flow. For the steady test, the fully implicit scheme leads to stable and accurate solutions, presented using CFL values up to 2000. On the other hand, the fully explicit scheme appears to be more suitable for the transient test. Dans la simulation de l’écoulement de l’eau dans les conduites, il est préférable de bien choisir la discrétisation numérique de la variable « temps »; la question que l’on se pose est la suivante : quelle discrétisation « explicite ou implicite » est plus convenable en temps de calcul et en justesse selon la nature du problème simulé ? Dans cet article, deux schémas TVD (Total Variation Diminishing) basé sur une discrétisation explicite et implicite des équations de Barré de Saint Venant (BSV) sont considérés. L’objectif est de simuler l’hydraulique dans les canaux en stationnaire et transitoire, se basant sur des problèmes tests qui possèdent des solutions analytiques. Les résultats numériques ont été évalués par l'intermédiaire de l’erreur entre la solution exacte et la solution numérique. En plus, le temps d’exécution ordinateur a été évalué afin de conclure sur les avantages et les inconvénients de la discrétisation implicite par rapport à la discrétisation explicite. Pour le problème stationnaire, le schéma implicite mène à une solution, stable et exacte, pour des valeurs du nombre CFL jusqu'à 2000. Par contre, le schéma explicite semble être plus approprié pour le problème transitoire. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Écoulement (hydrologie) En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Simulation unidimensionnelle de l’écoulement a surface libre avec un schéma numérique TVD en discrétisation implicite et explicite = One Dimensional Free Surface flow Simulation by Means of a TVD numerical scheme with an Implicit and an Explicit Time Integrations [texte imprimé] / Kesserwani, Georges, Auteur ; Ghostine, Rabih, Auteur ; Vazquez, José, Auteur . - 101-106 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N°5 (2007) . - 101-106 p. Mots-clés : Ecoulement  Surface  libre  Canaux  Modèle  unidimentionnel Index. décimale : 551.4 Résumé : When simulating the shallow water equations. A question to ask: what type temporal discretization “implicit or explicit” is more suitable according to the nature of the hydraulic problem? In this paper, a Total Variation Diminishing (TVD) scheme is considered based on fully explicit and fully implicit time discretization, respectively. The aim is to simulate the open channel flow with steady and transient tests. Numerical results have been evaluated via analytical solutions. The error between the analytical and numerical solution, and the CPU time cost are investigated in order to conclude the advantage and the disadvantage of the implicit scheme with respect to the explicit in the simulation of steady and transient water flow. For the steady test, the fully implicit scheme leads to stable and accurate solutions, presented using CFL values up to 2000. On the other hand, the fully explicit scheme appears to be more suitable for the transient test. Dans la simulation de l’écoulement de l’eau dans les conduites, il est préférable de bien choisir la discrétisation numérique de la variable « temps »; la question que l’on se pose est la suivante : quelle discrétisation « explicite ou implicite » est plus convenable en temps de calcul et en justesse selon la nature du problème simulé ? Dans cet article, deux schémas TVD (Total Variation Diminishing) basé sur une discrétisation explicite et implicite des équations de Barré de Saint Venant (BSV) sont considérés. L’objectif est de simuler l’hydraulique dans les canaux en stationnaire et transitoire, se basant sur des problèmes tests qui possèdent des solutions analytiques. Les résultats numériques ont été évalués par l'intermédiaire de l’erreur entre la solution exacte et la solution numérique. En plus, le temps d’exécution ordinateur a été évalué afin de conclure sur les avantages et les inconvénients de la discrétisation implicite par rapport à la discrétisation explicite. Pour le problème stationnaire, le schéma implicite mène à une solution, stable et exacte, pour des valeurs du nombre CFL jusqu'à 2000. Par contre, le schéma explicite semble être plus approprié pour le problème transitoire. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Écoulement (hydrologie) En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]