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Auteur Shiono, K.
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Affiner la rechercheFlow characteristics in meandering channels with non-mobile and mobile beds for overbank flows / Shiono, K. in Journal of hydraulic research, Vol. 46 N°1 (2008)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 113-132 p.
Titre : Flow characteristics in meandering channels with non-mobile and mobile beds for overbank flows Titre original : Caractéristiques des écoulements de débordement dans des canaux de méandre à lit fixe et à lit mobile Type de document : texte imprimé Auteurs : Shiono, K., Auteur ; Spooner, J., Auteur ; Chan, T., Auteur Article en page(s) : 113-132 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Meandering channel Overbank flow Bedforms Flow structure Secondary flow evolution Canal de méandre Ecoulement débordant Formes de lit Structure d'écoulement Évolution secondaire d'écoulement 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 : Experiments were conducted in meandering channels with non-mobile and mobile beds to measure flow rates, velocities, turbulent kinetic energies, bedforms and sediment transport rates for overbank flows. The behaviour of bedform in meandering channels with overbank flows was observed using digital photogrammetry, with velocity measurements taken with a Laser Doppler Anemometer. The bedform structure and velocity distributions along the meandering channel were obtained for bank full flow and three overbank flow depths. Important interactions between the flow structure and bedform were observed along the meandering channel. The sediment transport rates collected during the experiment showed three phases; an increase in the sediment transport rate up to the bankfull level, a small decrease as the flow goes overbank up to a relative depth ratio of 0.3 and then an increase again for higher flow depths. The regions of higher turbulent kinetic energy were identified. The total energy losses due to friction, secondary flow and interfacial turbulence in the lower layer flow of the main channel were compared in both the non-mobile and mobile bed cases.
Des expériences ont été entreprises dans des canaux à méandres avec les lits fixes et mobiles pour mesurer les débits, les vitesses ,les énergies cinétiques turbulentes, les formes de lit et les taux de transport de sédiment, pour des écoulements de débordement. Le comportement des formes du fond a été observé en utilisant la photogrammétrie numérique ,et des mesures de vitesse par Anémométrie Laser Doppler. La structure de lit et les distributions de vitesse le long du canal ont été obtenues pour un écoulement normal à plein régime et trois tirants d'eau d'écoulement débordant. On a observé des interactions importantes. Le long du canal, entre la structure d'écoulement et la forme du fond. Les taux de transport solide collectés pendant l'expérience ont montré trois phases; une augmentation du taux de transport de sédiment jusqu'a ce que l'eau arrive niveau des berges, une petite diminution quand l'écoulement déborde jusqu'a un rapport relatif de profondeur de 0.3, et puis de nouveau une augmentation pour les tirants d'eau plus élevés. Les régions d'énergie cinétique turbulente plus élevée ont été identifiées. Toutes les déperditions d'énergie dues au frottement, à l'écoulement secondaire et à la turbulence d'interface dans la couche inférieure de l'écoulement du canal principal, ont été comparées dans les cas, fond mobile et fond fixe.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Canaux -- -- Méandres En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/ [article] Flow characteristics in meandering channels with non-mobile and mobile beds for overbank flows = Caractéristiques des écoulements de débordement dans des canaux de méandre à lit fixe et à lit mobile [texte imprimé] / Shiono, K., Auteur ; Spooner, J., Auteur ; Chan, T., Auteur . - 113-132 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 113-132 p.
Mots-clés : Meandering channel Overbank flow Bedforms Flow structure Secondary flow evolution Canal de méandre Ecoulement débordant Formes de lit Structure d'écoulement Évolution secondaire d'écoulement 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 : Experiments were conducted in meandering channels with non-mobile and mobile beds to measure flow rates, velocities, turbulent kinetic energies, bedforms and sediment transport rates for overbank flows. The behaviour of bedform in meandering channels with overbank flows was observed using digital photogrammetry, with velocity measurements taken with a Laser Doppler Anemometer. The bedform structure and velocity distributions along the meandering channel were obtained for bank full flow and three overbank flow depths. Important interactions between the flow structure and bedform were observed along the meandering channel. The sediment transport rates collected during the experiment showed three phases; an increase in the sediment transport rate up to the bankfull level, a small decrease as the flow goes overbank up to a relative depth ratio of 0.3 and then an increase again for higher flow depths. The regions of higher turbulent kinetic energy were identified. The total energy losses due to friction, secondary flow and interfacial turbulence in the lower layer flow of the main channel were compared in both the non-mobile and mobile bed cases.
Des expériences ont été entreprises dans des canaux à méandres avec les lits fixes et mobiles pour mesurer les débits, les vitesses ,les énergies cinétiques turbulentes, les formes de lit et les taux de transport de sédiment, pour des écoulements de débordement. Le comportement des formes du fond a été observé en utilisant la photogrammétrie numérique ,et des mesures de vitesse par Anémométrie Laser Doppler. La structure de lit et les distributions de vitesse le long du canal ont été obtenues pour un écoulement normal à plein régime et trois tirants d'eau d'écoulement débordant. On a observé des interactions importantes. Le long du canal, entre la structure d'écoulement et la forme du fond. Les taux de transport solide collectés pendant l'expérience ont montré trois phases; une augmentation du taux de transport de sédiment jusqu'a ce que l'eau arrive niveau des berges, une petite diminution quand l'écoulement déborde jusqu'a un rapport relatif de profondeur de 0.3, et puis de nouveau une augmentation pour les tirants d'eau plus élevés. Les régions d'énergie cinétique turbulente plus élevée ont été identifiées. Toutes les déperditions d'énergie dues au frottement, à l'écoulement secondaire et à la turbulence d'interface dans la couche inférieure de l'écoulement du canal principal, ont été comparées dans les cas, fond mobile et fond fixe.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Canaux -- -- Méandres En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°3 (2007) . - 302-315 p.
Titre : Quasi two-dimensional model for straight overbank flows through emergent vegetation on floodplains Titre original : Modèles quasi bidimensionnel pour les écoulements unidirectionnels traversant une végétation émergente sur des plaines d'inondation Type de document : texte imprimé Auteurs : Rameshwaran, P., Auteur ; Shiono, K., Auteur Article en page(s) : 302-315 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Quasi two-dimensional model Overbank flow Emergent vegetation Compound channel Floodplain Drag force Modèle quasi bidimensionnel Ecoulement overbank Végétation émergente Canal composé Zone inondable Force de résistance 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 paper presents a quasi two-dimensional (2D) model calculating depth-averaged velocity and bed shear stress in a straight compound channel with a vegetated floodplain. The model numerically solves the depth-averaged Navier–Stokes equation for the streamwise motion of flow (quasi 2D). Reduction in volume of water due to vegetation is modelled as porosity. Drag force due to vegetation is modelled as an additional momentum sink term in the Navier–Stokes equation. Estimation methods for model parameters—drag coefficient, shading factor, porosity, friction factor, eddy viscosity and advection term—are discussed. The predictive capability of the model is assessed against experimental data with regard to distributions of depth-averaged velocity, bed shear stress, transverse shear stress and stage-discharge. The results show that the quasi 2D model reproduces a reasonable simulation of the flow field.
L'article présente un modèle quasi-bidimensionnel (2D) qui calcul la vitesse moyennée en profondeur et l'effort de cisaillement de lit dans un canal rectiligne composé d'une plaine d'inondation couverte de végétation. Ce modèle résout numériquement les équations de Navier-Stokes pour moyennée en profondeur de l'écoulement (quasi 2D). Réduction du volume d'eau à cause de la végétation est modélisée comme la porosité. Force de résistance due à la végétation est modélisée comme un élan supplémentaire en terme de puits de Navier-Stokes équation. Méthodes d'estimation des paramètres du modèle de coefficient de traînée, l'ombrage facteur, la porosité, coefficient de frottement, de viscosité et de l'advection de tourbillon-terme sont discutés. La capacité de prédiction du modèle est évaluée au regard des données expérimentales en ce qui concerne les distributions de profondeur moyenne de la vitesse de cisaillement lit, et le cisaillement transversal-débit. Les résultats montrent que la quasi-2D reproduit un modèle de simulation du champ d'écoulement.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Écoulement bidimensionnel En ligne : ponr@ceh.ac.uk, K.Shiono@lboro.ac.uk [article] Quasi two-dimensional model for straight overbank flows through emergent vegetation on floodplains = Modèles quasi bidimensionnel pour les écoulements unidirectionnels traversant une végétation émergente sur des plaines d'inondation [texte imprimé] / Rameshwaran, P., Auteur ; Shiono, K., Auteur . - 302-315 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°3 (2007) . - 302-315 p.
Mots-clés : Quasi two-dimensional model Overbank flow Emergent vegetation Compound channel Floodplain Drag force Modèle quasi bidimensionnel Ecoulement overbank Végétation émergente Canal composé Zone inondable Force de résistance 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 paper presents a quasi two-dimensional (2D) model calculating depth-averaged velocity and bed shear stress in a straight compound channel with a vegetated floodplain. The model numerically solves the depth-averaged Navier–Stokes equation for the streamwise motion of flow (quasi 2D). Reduction in volume of water due to vegetation is modelled as porosity. Drag force due to vegetation is modelled as an additional momentum sink term in the Navier–Stokes equation. Estimation methods for model parameters—drag coefficient, shading factor, porosity, friction factor, eddy viscosity and advection term—are discussed. The predictive capability of the model is assessed against experimental data with regard to distributions of depth-averaged velocity, bed shear stress, transverse shear stress and stage-discharge. The results show that the quasi 2D model reproduces a reasonable simulation of the flow field.
L'article présente un modèle quasi-bidimensionnel (2D) qui calcul la vitesse moyennée en profondeur et l'effort de cisaillement de lit dans un canal rectiligne composé d'une plaine d'inondation couverte de végétation. Ce modèle résout numériquement les équations de Navier-Stokes pour moyennée en profondeur de l'écoulement (quasi 2D). Réduction du volume d'eau à cause de la végétation est modélisée comme la porosité. Force de résistance due à la végétation est modélisée comme un élan supplémentaire en terme de puits de Navier-Stokes équation. Méthodes d'estimation des paramètres du modèle de coefficient de traînée, l'ombrage facteur, la porosité, coefficient de frottement, de viscosité et de l'advection de tourbillon-terme sont discutés. La capacité de prédiction du modèle est évaluée au regard des données expérimentales en ce qui concerne les distributions de profondeur moyenne de la vitesse de cisaillement lit, et le cisaillement transversal-débit. Les résultats montrent que la quasi-2D reproduit un modèle de simulation du champ d'écoulement.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Écoulement bidimensionnel En ligne : ponr@ceh.ac.uk, K.Shiono@lboro.ac.uk
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N°1 (2009) . - pp. 5-19
Titre : The effect of floodplain roughness on flow structures, bedforms and sediment transport rates in meandering channels with overbank flows. Part I Titre original : Effet de la rugosité de la plaine d'inondation sur les configurations d'écoulement, les formes de lit et des taux de transport de sédiment dans les canaux à méandres avec débodements. Partie I Type de document : texte imprimé Auteurs : Shiono, K., Auteur ; Tony L. Chan, Auteur ; Jake Spooner, Auteur Article en page(s) : pp. 5-19 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Compound meandering channel Floodplain roughness Flow structure with bed forms 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 : Studies were carried out to understand the effect of floodplain roughness on flow structures, sediment transport rates and bedforms in a mobile meandering channel with overbank flows. Three floodplain roughnesses were examined in this study. Flow structures and bedforms were measured using a three component laser Doppler anemometer (LDA) system and digital photogrammetry, respectively. Comparisons of flow structures and bedforms between different floodplain rougheness are made. Considerable changes in the flow structure and bed form were observed. In particular, multiple secondary flow cells along the meandering channel occur at deeper water depths as the floodplain roughness increases. These cells also cause a series of wavy bedforms along the meandering channel. This paper is separated into two parts. Part I concentrates, in detail, on the flow structure with bedforms in the meandering channel for overbank flow as to change of floodplain roughness. The sister paper, Part II, concentrates on bed form formation during flood, sediment transport rates and flow resistance in the main channel and loodplain.
Des études ont été effectuées pour comprendre l'effet de la rugosité de la plaine d'inondation sur les configurations d'écoulement, les taux de transport de sédiment et les formes de lits dans un canal à méandres et à fond mobile lors des débordements. Trois rugosités ont été examinées dans cette étude. Les écoulements et les formes de lit ont été mesurés en utilisant respectivement un système d'anémomètre laser Doppler à trois composantes (LDA) et une photogrammétrie numérique. En comparant les configurations d'écoulement et les formes de lit obtenues pour les différentes rugosités, on a observé des changements considérables. En particulier, de multiples cellules d'écoulement secondaire le long du canal à méandres se produisent à des profondeurs d'eau plus importantes à mesure que la rugosité de la plaine d'inondation augmente. Ces cellules provoquent la formation d'une série d'ondulations du lit le long du canal. Cet article est séparé en deux parties. La partie I se concentre, en détail, sur la structure de l'écoulement avec les formes de lit dans le canal pour l'écoulement de débordement lorsqu'on change la rugosité de la plaine d'inondation. La partie II, se concentre sur l'évolution de la forme de lit pendant l'inondation, les taux de transport de sédiment et la résistance à l'écoulement dans le canal principal et la plaine d'inondation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] The effect of floodplain roughness on flow structures, bedforms and sediment transport rates in meandering channels with overbank flows. Part I = Effet de la rugosité de la plaine d'inondation sur les configurations d'écoulement, les formes de lit et des taux de transport de sédiment dans les canaux à méandres avec débodements. Partie I [texte imprimé] / Shiono, K., Auteur ; Tony L. Chan, Auteur ; Jake Spooner, Auteur . - pp. 5-19.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N°1 (2009) . - pp. 5-19
Mots-clés : Compound meandering channel Floodplain roughness Flow structure with bed forms 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 : Studies were carried out to understand the effect of floodplain roughness on flow structures, sediment transport rates and bedforms in a mobile meandering channel with overbank flows. Three floodplain roughnesses were examined in this study. Flow structures and bedforms were measured using a three component laser Doppler anemometer (LDA) system and digital photogrammetry, respectively. Comparisons of flow structures and bedforms between different floodplain rougheness are made. Considerable changes in the flow structure and bed form were observed. In particular, multiple secondary flow cells along the meandering channel occur at deeper water depths as the floodplain roughness increases. These cells also cause a series of wavy bedforms along the meandering channel. This paper is separated into two parts. Part I concentrates, in detail, on the flow structure with bedforms in the meandering channel for overbank flow as to change of floodplain roughness. The sister paper, Part II, concentrates on bed form formation during flood, sediment transport rates and flow resistance in the main channel and loodplain.
Des études ont été effectuées pour comprendre l'effet de la rugosité de la plaine d'inondation sur les configurations d'écoulement, les taux de transport de sédiment et les formes de lits dans un canal à méandres et à fond mobile lors des débordements. Trois rugosités ont été examinées dans cette étude. Les écoulements et les formes de lit ont été mesurés en utilisant respectivement un système d'anémomètre laser Doppler à trois composantes (LDA) et une photogrammétrie numérique. En comparant les configurations d'écoulement et les formes de lit obtenues pour les différentes rugosités, on a observé des changements considérables. En particulier, de multiples cellules d'écoulement secondaire le long du canal à méandres se produisent à des profondeurs d'eau plus importantes à mesure que la rugosité de la plaine d'inondation augmente. Ces cellules provoquent la formation d'une série d'ondulations du lit le long du canal. Cet article est séparé en deux parties. La partie I se concentre, en détail, sur la structure de l'écoulement avec les formes de lit dans le canal pour l'écoulement de débordement lorsqu'on change la rugosité de la plaine d'inondation. La partie II, se concentre sur l'évolution de la forme de lit pendant l'inondation, les taux de transport de sédiment et la résistance à l'écoulement dans le canal principal et la plaine d'inondation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N°1 (2009) . - pp. 20-28
Titre : The effect of floodplain roughness on flow structures, bedforms and sediment transport rates in meandering channels with overbank flows. Part II Titre original : Effet de la rugosité de la plaine d'inondation sur les configurations d'écoulement, les formes de lit et des taux de transport de sédiment dans les canaux à méandres avec débodements. Partie II Type de document : texte imprimé Auteurs : Shiono, K., Auteur ; Tony L. Chan, Auteur ; Jake Spooner, Auteur Article en page(s) : pp. 20-28 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bedforms Compound meandering channel Floodplain Flow resistance Overbank flow Sediment transport rates Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : A series of experiments were conducted to understand the behaviour of flow resistance and sediment transport rate within compound meandering channel whilst changing floodplain roughness. The detailed flow structures with bedforms were reported in Part I of this paper. This second sister paper concentrates on the behaviour of bedforms, sediment transport rate and flow resistance during flood conditions. The bedforms along the meandering channel with various overbank flows are presented and interesting bed features observed. The changing sediment transport rates with various water depths are also shown and the sediment transport rate first decreases and then increases during flood. The initiation of this increase appears closely related to the ratio of the floodplain velocity to the main channel velocity in this configuration. The Manning n values in the meandering are established using both the sediment transport data and the velocity data from Part I. Both the n values are highly correlated. For the floodplain, the flow resistance obtained from the velocity data also highly correlates with that obtained from 2D flow experiment.
Une série d'expériences a été entreprise pour comprendre le comportement de la résistance à l'écoulement et du taux de transport de sédiment dans un canal à méandre composé lorsqu'on change la rugosité de la plaine d'inondation. Les configurations détaillées d'écoulement avec les formes de lit ont été rapportées dans la partie I de cet article. Ce deuxième article se concentre sur le comportement des formes de lit, du taux de transport de sédiment et de la résistance à l'écoulement pendant les états de débordement. Les formes de lit le long du canal à méandres avec divers écoulements de débordement sont présentées et des configurations intéressantes de lit sont observées. Les taux de transport de sédiment sont variables avec les diverses profondeurs de l'eau, ils commencent d'abord par décroître puis augmentent ensuite pendant l'inondation. Dans ce cas, le déclenchement de l'augmentation semble étroitement lié au rapport de la vitesse en plaine à la vitesse dans le canal principal. Les valeurs du coefficient de Manning n dans le méandre sont établies en utilisant à la fois les données de transport de sédiment et les données de vitesse de la partie I. Les deux valeurs de n sont fortement corrélées. Pour la plaine d'inondation, la résistance à l'écoulement obtenue à partir des données de vitesse se corrèle également fortement avec celle obtenue à partir de l'expérience d'écoulement 2D.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] The effect of floodplain roughness on flow structures, bedforms and sediment transport rates in meandering channels with overbank flows. Part II = Effet de la rugosité de la plaine d'inondation sur les configurations d'écoulement, les formes de lit et des taux de transport de sédiment dans les canaux à méandres avec débodements. Partie II [texte imprimé] / Shiono, K., Auteur ; Tony L. Chan, Auteur ; Jake Spooner, Auteur . - pp. 20-28.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N°1 (2009) . - pp. 20-28
Mots-clés : Bedforms Compound meandering channel Floodplain Flow resistance Overbank flow Sediment transport rates Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : A series of experiments were conducted to understand the behaviour of flow resistance and sediment transport rate within compound meandering channel whilst changing floodplain roughness. The detailed flow structures with bedforms were reported in Part I of this paper. This second sister paper concentrates on the behaviour of bedforms, sediment transport rate and flow resistance during flood conditions. The bedforms along the meandering channel with various overbank flows are presented and interesting bed features observed. The changing sediment transport rates with various water depths are also shown and the sediment transport rate first decreases and then increases during flood. The initiation of this increase appears closely related to the ratio of the floodplain velocity to the main channel velocity in this configuration. The Manning n values in the meandering are established using both the sediment transport data and the velocity data from Part I. Both the n values are highly correlated. For the floodplain, the flow resistance obtained from the velocity data also highly correlates with that obtained from 2D flow experiment.
Une série d'expériences a été entreprise pour comprendre le comportement de la résistance à l'écoulement et du taux de transport de sédiment dans un canal à méandre composé lorsqu'on change la rugosité de la plaine d'inondation. Les configurations détaillées d'écoulement avec les formes de lit ont été rapportées dans la partie I de cet article. Ce deuxième article se concentre sur le comportement des formes de lit, du taux de transport de sédiment et de la résistance à l'écoulement pendant les états de débordement. Les formes de lit le long du canal à méandres avec divers écoulements de débordement sont présentées et des configurations intéressantes de lit sont observées. Les taux de transport de sédiment sont variables avec les diverses profondeurs de l'eau, ils commencent d'abord par décroître puis augmentent ensuite pendant l'inondation. Dans ce cas, le déclenchement de l'augmentation semble étroitement lié au rapport de la vitesse en plaine à la vitesse dans le canal principal. Les valeurs du coefficient de Manning n dans le méandre sont établies en utilisant à la fois les données de transport de sédiment et les données de vitesse de la partie I. Les deux valeurs de n sont fortement corrélées. Pour la plaine d'inondation, la résistance à l'écoulement obtenue à partir des données de vitesse se corrèle également fortement avec celle obtenue à partir de l'expérience d'écoulement 2D.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
