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Improved implementation of the HLL approximate Riemann solver for one-dimensional open channel flows / Ying, Xinya in Journal of hydraulic research, Vol. 46 N°1 (2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 21-34 p. Titre : Improved implementation of the HLL approximate Riemann solver for one-dimensional open channel flows Titre original : Une meilleure mise en oeuvre du solveur approché de Riemann HLL pour les écoulements unidimensionnels dans les canaux à surface libre Type de document : texte imprimé Auteurs : Ying, Xinya, Auteur ; Wang, Sam S. Y., Auteur Article en page(s) : 21-34 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Open  channels  Unsteady  flow  HLL  Riemann  solver  Numerical  models  Canaux  ouverts  Écoulement  transitoire  Solutionneur  de  HLL  Riemann  Modèles  numériques 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 : Several new techniques are proposed to overcome the deficiencies in the conventional formulation of the approximate Riemann solvers for onedimensional open channel flows, which include numerical imbalance and inaccuracy in the solution of discharge. The former arises in the case of irregular geometry and the latter in the presence of a hydraulic jump. These new techniques include: (1) adopting the form of the saint venant equations that include both gravity and pressure in one source term; (2) using water surface level as one of the primitive variables, in stead of cross-sectional area; (3) defining discharge at interface and evaluating it according to the flux obtained by the HLL Riemann solver; and (4) estimating water surface gradient based on piecewise linearly reconstructed variables in the second-order scheme. The performance of the resulting schemes is evaluated by means of theoretical analysis and various test examples, including ideal dam-break flows with dry and wet bed, hydraulic jump, steady flow over bump with hydraulic jump, wave interactions, tidal flow in an open channel, and wave propagation. it is demonstrated that the schemes have excellent numerical balance and mass conservation property and are capable of satisfactorily reproducing various open channel flows. On propose plusieurs nouvelles techniques pour surmonter les insuffisances dans la formulation conventionnelle des solutionneurs approximatifs de Riemann pour les écoulements de canalisé ouverts unidimensionnels, qui incluent le déséquilibre et l'inexactitude numériques dans la solution de la décharge. L'ancien surgit dans le cas de la géométrie irrégulière et de ce dernier en présence d'un saut hydraulique. Ces nouvelles techniques incluent : (1) adoptant la forme des équations venant de saint qui incluent la pesanteur et la pression dans une limite de source ; (2) utilisant le niveau de surface de l'eau en tant qu'une des variables primitives, à la place de section ; (3) définissant la décharge à l'interface et l'évaluant selon le flux obtenu par le solutionneur de HLL Riemann ; et (4) estimant le gradient extérieur de l'eau basé sur des variables par morceaux linéairement reconstruites dans l'arrangement de second ordre. L'exécution des arrangements en résultant est évaluée au moyen d'analyse théorique et les divers exemples d'essai, y compris idéal barrage-cassent des écoulements avec le lit sec et humide, le saut hydraulique, le flux stationnaire au-dessus de la bosse avec le saut hydraulique, les interactions de vague, l'écoulement de marée dans un canal ouvert, et la propagation des ondes. on le démontre que les arrangements ont l'excellente propriété numérique de conservation d'équilibre et de masse et est capable de divers écoulements de canalisé ouverts d'une manière satisfaisante de reproduction. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Canaux -- -- Écoulement unidimensionnel En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/ [article] Improved implementation of the HLL approximate Riemann solver for one-dimensional open channel flows = Une meilleure mise en oeuvre du solveur approché de Riemann HLL pour les écoulements unidimensionnels dans les canaux à surface libre [texte imprimé] / Ying, Xinya, Auteur ; Wang, Sam S. Y., Auteur . - 21-34 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 21-34 p. Mots-clés : Open  channels  Unsteady  flow  HLL  Riemann  solver  Numerical  models  Canaux  ouverts  Écoulement  transitoire  Solutionneur  de  HLL  Riemann  Modèles  numériques 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 : Several new techniques are proposed to overcome the deficiencies in the conventional formulation of the approximate Riemann solvers for onedimensional open channel flows, which include numerical imbalance and inaccuracy in the solution of discharge. The former arises in the case of irregular geometry and the latter in the presence of a hydraulic jump. These new techniques include: (1) adopting the form of the saint venant equations that include both gravity and pressure in one source term; (2) using water surface level as one of the primitive variables, in stead of cross-sectional area; (3) defining discharge at interface and evaluating it according to the flux obtained by the HLL Riemann solver; and (4) estimating water surface gradient based on piecewise linearly reconstructed variables in the second-order scheme. The performance of the resulting schemes is evaluated by means of theoretical analysis and various test examples, including ideal dam-break flows with dry and wet bed, hydraulic jump, steady flow over bump with hydraulic jump, wave interactions, tidal flow in an open channel, and wave propagation. it is demonstrated that the schemes have excellent numerical balance and mass conservation property and are capable of satisfactorily reproducing various open channel flows. On propose plusieurs nouvelles techniques pour surmonter les insuffisances dans la formulation conventionnelle des solutionneurs approximatifs de Riemann pour les écoulements de canalisé ouverts unidimensionnels, qui incluent le déséquilibre et l'inexactitude numériques dans la solution de la décharge. L'ancien surgit dans le cas de la géométrie irrégulière et de ce dernier en présence d'un saut hydraulique. Ces nouvelles techniques incluent : (1) adoptant la forme des équations venant de saint qui incluent la pesanteur et la pression dans une limite de source ; (2) utilisant le niveau de surface de l'eau en tant qu'une des variables primitives, à la place de section ; (3) définissant la décharge à l'interface et l'évaluant selon le flux obtenu par le solutionneur de HLL Riemann ; et (4) estimant le gradient extérieur de l'eau basé sur des variables par morceaux linéairement reconstruites dans l'arrangement de second ordre. L'exécution des arrangements en résultant est évaluée au moyen d'analyse théorique et les divers exemples d'essai, y compris idéal barrage-cassent des écoulements avec le lit sec et humide, le saut hydraulique, le flux stationnaire au-dessus de la bosse avec le saut hydraulique, les interactions de vague, l'écoulement de marée dans un canal ouvert, et la propagation des ondes. on le démontre que les arrangements ont l'excellente propriété numérique de conservation d'équilibre et de masse et est capable de divers écoulements de canalisé ouverts d'une manière satisfaisante de reproduction. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Canaux -- -- Écoulement unidimensionnel En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/

One-dimensional explicit finite-volume model for sediment transport with transient flows over movable beds / Wu, Weiming in Journal of hydraulic research, Vol. 46 N°1 (2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 87-98 p. Titre : One-dimensional explicit finite-volume model for sediment transport with transient flows over movable beds Titre original : Modèle explicite unidimentionnel en volumes finis pour le transport de sédiment dans les écoulements transitoires sur lit mobile Type de document : texte imprimé Auteurs : Wu, Weiming, Auteur ; Wang, Sam S. Y., Auteur Article en page(s) : 87-98 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Transient  flow  Overtopping  flow  Dam-break  flow  Sediment  transport  Erosion  Movable  bed  One-dimensional  model  Finite  volume  method  Écoulement  transitoire  Écoulement  Overtopping  Écoulement  de  coupure  de  barrage  Transport  des  sédiments  Érosion  Lit  mobile  Modèle  unidimensionnel  Méthode  volume  finie 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 1D finite-volume model has been established to simulate the nonequilibrium transport of nonuniform sediment with transient flows, such as dam-break flow and overtopping flow, over movable beds. The effects of sediment transport and bed change on the flow are considered in the flow continuity and momentum equations. An explicit algorithm is adopted to solve the governing equations. The model has been tested preliminarily in several experimental cases, including an experiment on wedge development due to sediment overloading under transcritical flow conditions, an experiment on dam surface erosion due to overtopping flow, and two experiments on dam-break flow over movable beds. The model performs quite well in the cases of wedge development and overtopping flow, but significantly under-predicts the bed erosion due to dam-break flow. A modification has thus been made by considering the effects of sediment concentration on sediment settling and entrainment in the case of dam-break flow over movable beds. The present model has been compared with the traditional movable-bed “clear-water” model that ignores the effects of sediment on the flow. It has been found that the present model provides more reasonable predictions, and the “clear-water” model has larger errors when sediment transport is stronger and may even fail in the case of dam-break flow. Un modèle du fini-volume 1D a été établi pour simuler le transport de non-équilibre du sédiment non-uniforme avec des écoulements transitoires, comme barrage-cassent l'écoulement et l'écoulement overtopping, au-dessus des lits mobiles. Les effets du transport des sédiments et du changement de lit sur l'écoulement sont considérés dans les équations de continuité et d'élan d'écoulement. Un algorithme explicite est adopté pour résoudre les équations de gouvernement. Le modèle a été examiné préalablement dans plusieurs cas expérimentaux, y compris une expérience sur le développement de cale dû au sédiment surchargeant dans des conditions transcritical d'écoulement, une expérience sur l'érosion de surface de barrage due à l'écoulement overtopping, et deux expériences sur barrage-cassent l'écoulement au-dessus des lits mobiles. Le modèle se comporte tout à fait bien lorsqu'il s'agit du développement de cale et de l'écoulement overtopping, mais sous-prévoit de manière significative que l'érosion de lit due à barrage-cassent l'écoulement. Une modification a été ainsi apportée en considérant les effets de la concentration en sédiment sur le sédiment arrangeant et l'entraînement dans le cas de barrage-cassent l'écoulement au-dessus des lits mobiles. Le modèle actuel a été comparé au modèle traditionnel de la « clair-eau » de mobile-lit qui ignore les effets du sédiment sur l'écoulement. On l'a constaté que le modèle actuel fournit des prévisions plus raisonnables, et le modèle de la « clair-eau » a de plus grandes erreurs quand le transport des sédiments est plus fort et peut même échouer dans le cas de barrage-cassent l'écoulement. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Régime transitoire (hydraulique) En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/ [article] One-dimensional explicit finite-volume model for sediment transport with transient flows over movable beds = Modèle explicite unidimentionnel en volumes finis pour le transport de sédiment dans les écoulements transitoires sur lit mobile [texte imprimé] / Wu, Weiming, Auteur ; Wang, Sam S. Y., Auteur . - 87-98 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°1 (2008) . - 87-98 p. Mots-clés : Transient  flow  Overtopping  flow  Dam-break  flow  Sediment  transport  Erosion  Movable  bed  One-dimensional  model  Finite  volume  method  Écoulement  transitoire  Écoulement  Overtopping  Écoulement  de  coupure  de  barrage  Transport  des  sédiments  Érosion  Lit  mobile  Modèle  unidimensionnel  Méthode  volume  finie 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 1D finite-volume model has been established to simulate the nonequilibrium transport of nonuniform sediment with transient flows, such as dam-break flow and overtopping flow, over movable beds. The effects of sediment transport and bed change on the flow are considered in the flow continuity and momentum equations. An explicit algorithm is adopted to solve the governing equations. The model has been tested preliminarily in several experimental cases, including an experiment on wedge development due to sediment overloading under transcritical flow conditions, an experiment on dam surface erosion due to overtopping flow, and two experiments on dam-break flow over movable beds. The model performs quite well in the cases of wedge development and overtopping flow, but significantly under-predicts the bed erosion due to dam-break flow. A modification has thus been made by considering the effects of sediment concentration on sediment settling and entrainment in the case of dam-break flow over movable beds. The present model has been compared with the traditional movable-bed “clear-water” model that ignores the effects of sediment on the flow. It has been found that the present model provides more reasonable predictions, and the “clear-water” model has larger errors when sediment transport is stronger and may even fail in the case of dam-break flow. Un modèle du fini-volume 1D a été établi pour simuler le transport de non-équilibre du sédiment non-uniforme avec des écoulements transitoires, comme barrage-cassent l'écoulement et l'écoulement overtopping, au-dessus des lits mobiles. Les effets du transport des sédiments et du changement de lit sur l'écoulement sont considérés dans les équations de continuité et d'élan d'écoulement. Un algorithme explicite est adopté pour résoudre les équations de gouvernement. Le modèle a été examiné préalablement dans plusieurs cas expérimentaux, y compris une expérience sur le développement de cale dû au sédiment surchargeant dans des conditions transcritical d'écoulement, une expérience sur l'érosion de surface de barrage due à l'écoulement overtopping, et deux expériences sur barrage-cassent l'écoulement au-dessus des lits mobiles. Le modèle se comporte tout à fait bien lorsqu'il s'agit du développement de cale et de l'écoulement overtopping, mais sous-prévoit de manière significative que l'érosion de lit due à barrage-cassent l'écoulement. Une modification a été ainsi apportée en considérant les effets de la concentration en sédiment sur le sédiment arrangeant et l'entraînement dans le cas de barrage-cassent l'écoulement au-dessus des lits mobiles. Le modèle actuel a été comparé au modèle traditionnel de la « clair-eau » de mobile-lit qui ignore les effets du sédiment sur l'écoulement. On l'a constaté que le modèle actuel fournit des prévisions plus raisonnables, et le modèle de la « clair-eau » a de plus grandes erreurs quand le transport des sédiments est plus fort et peut même échouer dans le cas de barrage-cassent l'écoulement. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Régime transitoire (hydraulique) En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com/