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Three-dimensional computation of turbulent flow in meandering channels and rivers / Nguyen, V. TH. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°5 (2007)

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°5 (2007) . - 595-609 p. Titre : Three-dimensional computation of turbulent flow in meandering channels and rivers Titre original : Calcul tridimensionnel de l'écoulement turbulent dans les canaux et les fleuves à méandres Type de document : texte imprimé Auteurs : Nguyen, V. TH., Auteur ; Nestmann, F., Auteur ; Scheuerlein, H., Auteur Article en page(s) : 595-609 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Meandering  channels  Finit  element  methode  Turbulent  flow  Free  surface  tracking  Canaux  méandres  Méthode  des  éléments  finis  Écoulement  turbulent  Free  surface  suivi 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 : In this paper, a three-dimensional (3D) numerical model for the computation of turbulent meandering flow is developed. A finite element calculation procedure combined with the two-equation k-ε and mixing length model are applied to the problem of simulating the 3D turbulent flow in closed and open curved channels. Near the wall a special approach is applied in order to overcome the weakness of the standard k-ε model in the viscous sub-layer. A special shape function is used in the near wall elements to accurately describe the strong variations of the mean flow variables in the viscosity-affected near wall region. At the free surface, a moving boundary condition combined with the surface tracking procedure is applied to determine the position of the free surface. Eventually, in order to solve a large nonlinear equation system, which is obtained from the discretization of the continuity and momentum equations, a segregated approach is applied. The segregated solver is guaranteed to have substantially reduced disk storage in comparison with a fully coupled solver. Dans le présent document, en trois dimensions (3D) modèle numérique pour le calcul des flux turbulents méandres est développé. Une procédure de calcul des éléments finis, combinée à la double équation k ε et longueur de mélange modèle sont appliquées à la problématique de simuler la 3D écoulement turbulent en milieu fermé et ouvert canaux incurvés. Près de la paroi une approche spécifique est appliqué afin de surmonter la faiblesse de la norme k ε modèle dans la couche visqueuse sous-traitants. Une forme spéciale fonction est utilisée dans le mur près éléments à décrire avec précision les fortes variations du débit moyen des variables dans la viscosité touchés mur près région. À la surface libre, le passage d'une condition à la limite combinée à la surface de suivi procédure est appliquée pour déterminer la position de la surface libre. Finalement, afin de résoudre un grand système d'équations non linéaires, ce qui est obtenu à partir de la discrétisation de la continuité et de la dynamique des équations, une approche de la ségrégation est appliquée. La ségrégation solveur est garanti avoir considérablement réduit stockage sur disque par rapport à un solveur entièrement couplé. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence [article] Three-dimensional computation of turbulent flow in meandering channels and rivers = Calcul tridimensionnel de l'écoulement turbulent dans les canaux et les fleuves à méandres [texte imprimé] / Nguyen, V. TH., Auteur ; Nestmann, F., Auteur ; Scheuerlein, H., Auteur . - 595-609 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°5 (2007) . - 595-609 p. Mots-clés : Meandering  channels  Finit  element  methode  Turbulent  flow  Free  surface  tracking  Canaux  méandres  Méthode  des  éléments  finis  Écoulement  turbulent  Free  surface  suivi 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 : In this paper, a three-dimensional (3D) numerical model for the computation of turbulent meandering flow is developed. A finite element calculation procedure combined with the two-equation k-ε and mixing length model are applied to the problem of simulating the 3D turbulent flow in closed and open curved channels. Near the wall a special approach is applied in order to overcome the weakness of the standard k-ε model in the viscous sub-layer. A special shape function is used in the near wall elements to accurately describe the strong variations of the mean flow variables in the viscosity-affected near wall region. At the free surface, a moving boundary condition combined with the surface tracking procedure is applied to determine the position of the free surface. Eventually, in order to solve a large nonlinear equation system, which is obtained from the discretization of the continuity and momentum equations, a segregated approach is applied. The segregated solver is guaranteed to have substantially reduced disk storage in comparison with a fully coupled solver. Dans le présent document, en trois dimensions (3D) modèle numérique pour le calcul des flux turbulents méandres est développé. Une procédure de calcul des éléments finis, combinée à la double équation k ε et longueur de mélange modèle sont appliquées à la problématique de simuler la 3D écoulement turbulent en milieu fermé et ouvert canaux incurvés. Près de la paroi une approche spécifique est appliqué afin de surmonter la faiblesse de la norme k ε modèle dans la couche visqueuse sous-traitants. Une forme spéciale fonction est utilisée dans le mur près éléments à décrire avec précision les fortes variations du débit moyen des variables dans la viscosité touchés mur près région. À la surface libre, le passage d'une condition à la limite combinée à la surface de suivi procédure est appliquée pour déterminer la position de la surface libre. Finalement, afin de résoudre un grand système d'équations non linéaires, ce qui est obtenu à partir de la discrétisation de la continuité et de la dynamique des équations, une approche de la ségrégation est appliquée. La ségrégation solveur est garanti avoir considérablement réduit stockage sur disque par rapport à un solveur entièrement couplé. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence