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Auteur Willi H. Hager
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Affiner la rechercheClassical hydraulic jump: Basic flow features / Oscar Castro-Orgaz in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 6 (2009)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 744-754
Titre : Classical hydraulic jump: Basic flow features Titre original : Ressaut hydraulique classique: caractéristiques de base de l'écoulement Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur Article en page(s) : pp. 744-754 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Critical flow Hydraulic jump Hydraulics Open channel flow Roller Transitional 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 : The dynamics of free surface flow is characterised by the so-called Froude number F, whose value F = 1 separates subcritical (F < 1) and supercritical (F > 1) flows. The transition from F < 1 to F > 1 is smooth and continuous, as observed in weir flow. However, the reverse transition from F > 1 to F < 1 is abrupt and discontinuous. In the present research the simplest approximation is proposed to describe hydraulic jump flow. The 2D flow features of the classical hydraulic jump are properly described and favorably compared with experimental data. Based on one-dimensional results, the hydraulic jump flow is rationally related to the critical flow condition and it is proved that the specific energy of the main flow reaches a minimum value at F = 1, whereas the total energy head decreases due to energy dissipation. Further results relate to the effects of air, and the non-uniform pressure and velocity distributions.
La dynamique des écoulements à surface libre est caractérisée par le dénommé nombre Froude F, dont la valeur F = 1 sépare le régime subcritique (F < 1) et supercritique (F > 1). La transition de F < 1 à F > 1 est lisse et continue, comme on l'observe dans les écoulements sur déversoir. Par contre, la transition inverse de F > 1 à F < 1 est brusque et discontinue. Dans la présente recherche l'approximation la plus simple est proposée pour décrire le ressaut hydraulique. Les caractéristiques de l'écoulement 2D du ressaut hydraulique classique sont correctement décrites et comparées avec succès aux données expérimentales. Basé sur les résultats unidimensionnels, le ressaut hydraulique est rationnellement lié à la condition d'écoulement critique et il est prouvé que l'énergie spécifique de l'écoulement principal atteint une valeur minimale à F = 1, tandis que la charge totale diminue à cause de la dissipation d'énergie. D'autres résultats concernent les effets de l'air, la pression non uniforme et les distributions de vitesse.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Classical hydraulic jump: Basic flow features = Ressaut hydraulique classique: caractéristiques de base de l'écoulement [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur . - pp. 744-754.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 744-754
Mots-clés : Critical flow Hydraulic jump Hydraulics Open channel flow Roller Transitional 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 : The dynamics of free surface flow is characterised by the so-called Froude number F, whose value F = 1 separates subcritical (F < 1) and supercritical (F > 1) flows. The transition from F < 1 to F > 1 is smooth and continuous, as observed in weir flow. However, the reverse transition from F > 1 to F < 1 is abrupt and discontinuous. In the present research the simplest approximation is proposed to describe hydraulic jump flow. The 2D flow features of the classical hydraulic jump are properly described and favorably compared with experimental data. Based on one-dimensional results, the hydraulic jump flow is rationally related to the critical flow condition and it is proved that the specific energy of the main flow reaches a minimum value at F = 1, whereas the total energy head decreases due to energy dissipation. Further results relate to the effects of air, and the non-uniform pressure and velocity distributions.
La dynamique des écoulements à surface libre est caractérisée par le dénommé nombre Froude F, dont la valeur F = 1 sépare le régime subcritique (F < 1) et supercritique (F > 1). La transition de F < 1 à F > 1 est lisse et continue, comme on l'observe dans les écoulements sur déversoir. Par contre, la transition inverse de F > 1 à F < 1 est brusque et discontinue. Dans la présente recherche l'approximation la plus simple est proposée pour décrire le ressaut hydraulique. Les caractéristiques de l'écoulement 2D du ressaut hydraulique classique sont correctement décrites et comparées avec succès aux données expérimentales. Basé sur les résultats unidimensionnels, le ressaut hydraulique est rationnellement lié à la condition d'écoulement critique et il est prouvé que l'énergie spécifique de l'écoulement principal atteint une valeur minimale à F = 1, tandis que la charge totale diminue à cause de la dissipation d'énergie. D'autres résultats concernent les effets de l'air, la pression non uniforme et les distributions de vitesse.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 574-584
Titre : Curved-streamline transitional flow from mild to steep slopes Titre original : Ecoulement transitoire curviligne entre une pente douce et une pente raide Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur Article en page(s) : pp. 574-584 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Curvilinear flow One-dimensional flow Open channel Spillway flow Weirs Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Flows from mild to steep slopes are relevant in hydraulic engineering relating to chute spillways and slope changes in irrigation networks. These flows are associated with transitional flow from sub- to supercritical conditions, smooth curvilinear-streamline feature involving a continuous free surface profile, and a rapid variation of the bottom pressure profile. Herein, the transition from a horizontal to a steeply sloping rectangular channel reach is investigated to analyze the application range of the Bousssinesq-type equation. Slope breaks with a rounded transition from the brink section to the tailwater channel are considered and compared with the potential flow solution based on the Laplace equation. The Boussinesq-type equation is further compared with test data for a steep downstream slope to investigate the strong curvilinear gravity effect. A singular point analysis is also compared with the Boussinesq approach. The generalized momentum equation for curvilinear flows is developed and compared with the results pertaining to the energy concept.
Les écoulements passant de pente douce à forte se rencontrent en hydraulique des déversoirs et des réseaux d'irrigation. Ces écoulements font la transition entre un régime fluvial et torrentiel, le caractère curviligne lisse impliquant une surface libre continue, et une variation rapide du profil de pression de fond. On étudie ici, la transition entre un canal rectangulaire horizontal et une pente forte pour analyser le champ d'application d'une équation de type Bousssinesq. Des ruptures de pente avec une transition arrondie entre la section de bord et le canal d'évacuation sont considérées et comparées à la solution de l'écoulement potentiel basée sur l'équation de Laplace. L'équation de type Boussinesq est aussi comparée à des essais en pente raide pour étudier l'effet de la pesanteur en forte courbure. Une analyse de point singulier est également comparée à l'approche de Boussinesq. L'équation généralisée des quantités de mouvement pour les écoulements curvilignes est développée et comparée aux résultats relatifs au concept d'énergie.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Curved-streamline transitional flow from mild to steep slopes = Ecoulement transitoire curviligne entre une pente douce et une pente raide [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur . - pp. 574-584.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 574-584
Mots-clés : Curvilinear flow One-dimensional flow Open channel Spillway flow Weirs Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Flows from mild to steep slopes are relevant in hydraulic engineering relating to chute spillways and slope changes in irrigation networks. These flows are associated with transitional flow from sub- to supercritical conditions, smooth curvilinear-streamline feature involving a continuous free surface profile, and a rapid variation of the bottom pressure profile. Herein, the transition from a horizontal to a steeply sloping rectangular channel reach is investigated to analyze the application range of the Bousssinesq-type equation. Slope breaks with a rounded transition from the brink section to the tailwater channel are considered and compared with the potential flow solution based on the Laplace equation. The Boussinesq-type equation is further compared with test data for a steep downstream slope to investigate the strong curvilinear gravity effect. A singular point analysis is also compared with the Boussinesq approach. The generalized momentum equation for curvilinear flows is developed and compared with the results pertaining to the energy concept.
Les écoulements passant de pente douce à forte se rencontrent en hydraulique des déversoirs et des réseaux d'irrigation. Ces écoulements font la transition entre un régime fluvial et torrentiel, le caractère curviligne lisse impliquant une surface libre continue, et une variation rapide du profil de pression de fond. On étudie ici, la transition entre un canal rectangulaire horizontal et une pente forte pour analyser le champ d'application d'une équation de type Bousssinesq. Des ruptures de pente avec une transition arrondie entre la section de bord et le canal d'évacuation sont considérées et comparées à la solution de l'écoulement potentiel basée sur l'équation de Laplace. L'équation de type Boussinesq est aussi comparée à des essais en pente raide pour étudier l'effet de la pesanteur en forte courbure. Une analyse de point singulier est également comparée à l'approche de Boussinesq. L'équation généralisée des quantités de mouvement pour les écoulements curvilignes est développée et comparée aux résultats relatifs au concept d'énergie.
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. 50 N° 2 (Mars/Avril 2012) . - pp. 181-191
Titre : Deflector-jets affected by pre-aerated approach flow Type de document : texte imprimé Auteurs : Michael Pfister, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp. 181-191 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Air concentration Chute Deflector Jet Pre-aeration Trajectory Résumé : Jets generated at chute ends move a potential scour zone away from the dam, and dissipate flow energy to reduce the scour. Usually, so-called flip buckets or ski jumps are provided to generate jets, yet they are rarely issued by deflectors. The application of a theoretical mass point parabola is limited to predict the jet features, because effects related to the take-off angle and the disintegration process affect the jet air transport and trajectories. This research discusses the effect of pre-aeration of the approach chute flow on the jet features. A comparison with a former study indicates that mainly the upper jet portion is affected, that the black water jet core becomes shorter, and that the air transport increases. Although the lower trajectory is less affected and thus remains more coherent, the small effect of pre-aeration is sufficient to reduce the total jet throw length, so that pre-aerated jets tend to be shorter as compared with black-water approach flow jets, in agreement with prototype observations. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2012.657875 [article] Deflector-jets affected by pre-aerated approach flow [texte imprimé] / Michael Pfister, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur . - 2012 . - pp. 181-191.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 50 N° 2 (Mars/Avril 2012) . - pp. 181-191
Mots-clés : Air concentration Chute Deflector Jet Pre-aeration Trajectory Résumé : Jets generated at chute ends move a potential scour zone away from the dam, and dissipate flow energy to reduce the scour. Usually, so-called flip buckets or ski jumps are provided to generate jets, yet they are rarely issued by deflectors. The application of a theoretical mass point parabola is limited to predict the jet features, because effects related to the take-off angle and the disintegration process affect the jet air transport and trajectories. This research discusses the effect of pre-aeration of the approach chute flow on the jet features. A comparison with a former study indicates that mainly the upper jet portion is affected, that the black water jet core becomes shorter, and that the air transport increases. Although the lower trajectory is less affected and thus remains more coherent, the small effect of pre-aeration is sufficient to reduce the total jet throw length, so that pre-aerated jets tend to be shorter as compared with black-water approach flow jets, in agreement with prototype observations. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2012.657875
in La Houille blanche > N° 3 (2005) . - 17-22 p.
Titre : GAUCKLER et la formule d’écoulement uniforme Titre original : Gauckler and the uniform flow formula Type de document : texte imprimé Auteurs : Willi H. Hager, Auteur Article en page(s) : 17-22 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Ecoulement uniforme Vitesse Philippe-Gaspard Gauckler Rivière Index. décimale : 551.4 Résumé : The Gauckler-Manning-Strickler GMS formula is currently often applied to determine uniform flow in open channels and flow in closed conduits. The present historical paper aims to describe this formula and to give a biography of Philippe-Gaspard Gauckler (1826-1905), eminent French engineer of the 19th century. In addition, reasons are given for the rebirth of this formula only in the 20th century, and its present application mainly for river flows.
La formule de Gauckler-Manning-Strickler GMS est couramment utilisée pour les écoulements uniformes dans des canaux découverts et les conduites. Le présent article veut mettre en évidence le développement historique de cette formule et indiquer une biographie de Philippe-Gaspard Gauckler, grand ingénieur français du 19e siècle. De plus, des raisons sont données pour lesquelles cette formule n’a obtenu une véritable reconnaissance qu’au 20e siècle. Toutefois, elle est appliquée aujourd’hui presque universellement pour le calcul des écoulements dans les rivières.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] GAUCKLER et la formule d’écoulement uniforme = Gauckler and the uniform flow formula [texte imprimé] / Willi H. Hager, Auteur . - 17-22 p.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 3 (2005) . - 17-22 p.
Mots-clés : Ecoulement uniforme Vitesse Philippe-Gaspard Gauckler Rivière Index. décimale : 551.4 Résumé : The Gauckler-Manning-Strickler GMS formula is currently often applied to determine uniform flow in open channels and flow in closed conduits. The present historical paper aims to describe this formula and to give a biography of Philippe-Gaspard Gauckler (1826-1905), eminent French engineer of the 19th century. In addition, reasons are given for the rebirth of this formula only in the 20th century, and its present application mainly for river flows.
La formule de Gauckler-Manning-Strickler GMS est couramment utilisée pour les écoulements uniformes dans des canaux découverts et les conduites. Le présent article veut mettre en évidence le développement historique de cette formule et indiquer une biographie de Philippe-Gaspard Gauckler, grand ingénieur français du 19e siècle. De plus, des raisons sont données pour lesquelles cette formule n’a obtenu une véritable reconnaissance qu’au 20e siècle. Toutefois, elle est appliquée aujourd’hui presque universellement pour le calcul des écoulements dans les rivières.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=/ [...]
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