[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/ |
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Affiner la rechercheA depth-averaged 2D shallow water model for breaking and non-breaking long waves affected by rigid vegetation / Wu, Weiming in Journal of hydraulic research, Vol. 50 N° 6 (Novembre/Décembre 2012)
