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Steady flow regime for free overfall spillways: influence of the ascending branch of the spillway crest / Monino, A. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°3 (2007)

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°3 (2007) . - 388-399 p. Titre : Steady flow regime for free overfall spillways: influence of the ascending branch of the spillway crest Titre original : Régime stationnaire des écoulements libres sur les déversoirs: influence de la branche ascendante de la crête du déversoir Type de document : texte imprimé Auteurs : Monino, A., Auteur ; Losada, M. A., Auteur ; Riera, J., Auteur Article en page(s) : 388-399 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Sharp-crested  weir  Spillway  Crest  geometry  Discharge  efficiency  Déversoir  pointu-crêté  Évacuateur  La  géométrie  de  crête  Efficacité  de  décharge 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 : This paper presents a study on the influence of the upstream quadrant of the spillway crest section, designed with equal geometry as that of the lower surface profile of a free flow over a sharp crested weir, on the discharge characteristics of a free overfall spillway. Geometrical deviations of the upstream quadrant from the standard design criteria as proposed by the U.S. Bureau of Reclamation, lead to variations in the flow discharge efficiency and on the upstream free surface elevations, i.e. on the reservoir free surface level. Starting with an analytical description of the weir problem, governing equations are derived, yielding the identification of three weir operation regimes, say, deep, intermediate or shallow weir; the first of them is the condition standing for many dam spillways. Experiments on the spillway crest profile under deep-weir operation conditions have been conducted, testing an evolution sequence of upstream quadrants ranging among simple geometrical shapes, with the standard design profile as one of them. As a result, a new upstream quadrant consisting of a 1:1 slope chamfer is proposed, since the hydraulic performance is found to be equal to or slightly better than the standard crest profile. An experimental program has also been carried out in order to determine safety limits regarding negative pressures on the spillway surface. From the standpoint of design, the suggested upstream geometry is easier to define, and cost-effective in terms of construction. A wider range of experimental set-ups, referred to model scales and flow conditions, should be conducted with the presented results as a starting point, in order to verify the adequate performance of the proposed design. Cet article présente une étude sur l'influence du quart de cercle ascendant de la section de crête de déversoir, conçu avec la géométrie égale en tant que celui du profil d'intrados d'une circulation au-dessus d'un déversoir crêté pointu, sur les caractéristiques de décharge d'un déversoir libre d'overfall. Les déviations géométriques du quart de cercle ascendant des critères de conception standard comme proposés par le bureau des États-Unis de la récupération, mènent aux variations dans l'efficacité de décharge d'écoulement et sur les altitudes extérieures libres ascendantes, c.-à-d. au niveau extérieur libre de réservoir. Commençant par une description analytique du problème de déversoir, des équations de gouvernement sont dérivées, rapportant l'identification de trois déversoirs de régimes d'opération de déversoir par exemple profonds, intermédiaires ou peu profonds ; le premier de elles est la condition se tenant pour beaucoup de déversoirs de barrage. Des expériences sur le profil de crête de déversoir dans des conditions d'opération de profond-déversoir ont été entreprises, examinant un ordre d'évolution des quarts de cercle ascendants s'étendant parmi des formes géométriques simples, avec le profil de conception standard en tant que l'une d'entre elles. En conséquence, on propose un nouveau quart de cercle ascendant se composant d'un chanfrein de pente de 1:1, puisque l'exécution hydraulique s'avère égale à ou pour améliorer légèrement que le profil standard de crête. Un programme expérimental a été également effectué afin de déterminer des limites de sûreté concernant des pressions négatives sur la surface de déversoir. Du point de vue de la conception, il est plus facile définir la géométrie ascendante suggérée, et rentable en termes de construction. Un éventail d'installations expérimentales, balances visées de modèle et états d'écoulement, devrait être conduit avec les résultats présentés comme point de départ, afin de vérifier à exécution proportionnée de la conception proposée. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Déversoirs [article] Steady flow regime for free overfall spillways: influence of the ascending branch of the spillway crest = Régime stationnaire des écoulements libres sur les déversoirs: influence de la branche ascendante de la crête du déversoir [texte imprimé] / Monino, A., Auteur ; Losada, M. A., Auteur ; Riera, J., Auteur . - 388-399 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°3 (2007) . - 388-399 p. Mots-clés : Sharp-crested  weir  Spillway  Crest  geometry  Discharge  efficiency  Déversoir  pointu-crêté  Évacuateur  La  géométrie  de  crête  Efficacité  de  décharge 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 : This paper presents a study on the influence of the upstream quadrant of the spillway crest section, designed with equal geometry as that of the lower surface profile of a free flow over a sharp crested weir, on the discharge characteristics of a free overfall spillway. Geometrical deviations of the upstream quadrant from the standard design criteria as proposed by the U.S. Bureau of Reclamation, lead to variations in the flow discharge efficiency and on the upstream free surface elevations, i.e. on the reservoir free surface level. Starting with an analytical description of the weir problem, governing equations are derived, yielding the identification of three weir operation regimes, say, deep, intermediate or shallow weir; the first of them is the condition standing for many dam spillways. Experiments on the spillway crest profile under deep-weir operation conditions have been conducted, testing an evolution sequence of upstream quadrants ranging among simple geometrical shapes, with the standard design profile as one of them. As a result, a new upstream quadrant consisting of a 1:1 slope chamfer is proposed, since the hydraulic performance is found to be equal to or slightly better than the standard crest profile. An experimental program has also been carried out in order to determine safety limits regarding negative pressures on the spillway surface. From the standpoint of design, the suggested upstream geometry is easier to define, and cost-effective in terms of construction. A wider range of experimental set-ups, referred to model scales and flow conditions, should be conducted with the presented results as a starting point, in order to verify the adequate performance of the proposed design. Cet article présente une étude sur l'influence du quart de cercle ascendant de la section de crête de déversoir, conçu avec la géométrie égale en tant que celui du profil d'intrados d'une circulation au-dessus d'un déversoir crêté pointu, sur les caractéristiques de décharge d'un déversoir libre d'overfall. Les déviations géométriques du quart de cercle ascendant des critères de conception standard comme proposés par le bureau des États-Unis de la récupération, mènent aux variations dans l'efficacité de décharge d'écoulement et sur les altitudes extérieures libres ascendantes, c.-à-d. au niveau extérieur libre de réservoir. Commençant par une description analytique du problème de déversoir, des équations de gouvernement sont dérivées, rapportant l'identification de trois déversoirs de régimes d'opération de déversoir par exemple profonds, intermédiaires ou peu profonds ; le premier de elles est la condition se tenant pour beaucoup de déversoirs de barrage. Des expériences sur le profil de crête de déversoir dans des conditions d'opération de profond-déversoir ont été entreprises, examinant un ordre d'évolution des quarts de cercle ascendants s'étendant parmi des formes géométriques simples, avec le profil de conception standard en tant que l'une d'entre elles. En conséquence, on propose un nouveau quart de cercle ascendant se composant d'un chanfrein de pente de 1:1, puisque l'exécution hydraulique s'avère égale à ou pour améliorer légèrement que le profil standard de crête. Un programme expérimental a été également effectué afin de déterminer des limites de sûreté concernant des pressions négatives sur la surface de déversoir. Du point de vue de la conception, il est plus facile définir la géométrie ascendante suggérée, et rentable en termes de construction. Un éventail d'installations expérimentales, balances visées de modèle et états d'écoulement, devrait être conduit avec les résultats présentés comme point de départ, afin de vérifier à exécution proportionnée de la conception proposée. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Déversoirs