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Journal of hydraulic research / Novak, P. . Vol. 44 N°4Journal of Hydraulic ResearchMention de date : 2006 Paru le : 12/12/2006 |
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Ajouter le résultat dans votre panierVortex trajectory hysteresis above self-formed vortex ripples / Admiraal, David in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 437-450 p.
Titre : Vortex trajectory hysteresis above self-formed vortex ripples Titre original : Hystérésis de trajectoire de tourbillons sur des rides auto-formées par des tourbillons Type de document : texte imprimé Auteurs : Admiraal, David, Auteur ; Musalem-Jara, Rodrigo, Auteur ; Garcia, Marcelo, Auteur ; Nino, Yarko, Auteur Article en page(s) : 437-450 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Oscillatory flow Sediment transport Fluorescent tracers PIV Sand ripplesEcoulement oscillant Transport de sédiment Traceurs fluorescents PIV Ondulation de sable 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 : Particle image velocimetry (PIV) using fluorescent tracer particles has been used to measure the velocity field of the fluid above self-formed vortex ripples in an oscillatory flow with suspended sediment. Measured velocities were used to find distributions of phase-averaged velocity and vorticity. Using the distributions, discrete vortices were then identified and tracked. Vortices that originated in the wakes of ripples were carried by the flow to adjacent ripples where they recombined with vortices being generated during the next half-cycle of the flow. Two possible states were observed for similar flow conditions, where vortex migration was either 0.9 or 1.5 ripple wavelengths before recombination. Evidence indicates that this may be the result of two possible ripple wavelengths: one that is approximately twice the flow amplitude, and one that is approximately 1.4 times the flow amplitude. The 2-D circulation strength of discrete vortices, defined as the integral of vorticity over the area of the vortex, was numerically estimated from PIV measurements. Maximum dimensionless values of circulation tend to increase as the Reynolds number of the oscillatory flow increases and to decrease as the mobility parameter (a dimensionless number that quantifies the sediment transport capacity of the oscillatory flow) increases. This is interpreted as an effect of enhanced dissipation of vorticity due to the presence of increasing concentrations of entrained sediment as the mobility number increases.
L'image de particules velocimetry (PIV) en utilisant les particules fluorescentes de traceur a été employée pour mesurer le champ de vitesse du fluide au-dessus de l'ondulation individu-formée de vortex dans un écoulement oscillant avec le sédiment suspendu. Des vitesses mesurées ont été employées pour trouver des distributions de vitesse et de vorticité phase-faites la moyenne. En utilisant les distributions, des vortexes discrets ont été alors identifiés et dépistés. Des vortexes qui ont provenu des sillages de l'ondulation ont été portés par l'écoulement à l'ondulation adjacente où ils ont recombiné avec des vortexes étant produits pendant le prochain moitié-cycle de l'écoulement. On a observé deux états possibles pour les états semblables d'écoulement, où la migration de vortex était 0.9 ou 1.5 longueur d'onde d'ondulation avant recombinaison. L'évidence indique que ceci peut être le résultat de deux longueurs d'onde possibles d'ondulation : un qui est approximativement deux fois l'amplitude d'écoulement, et un qui sont approximativement 1.4 fois l'amplitude d'écoulement. La 2-D force de circulation des vortexes discrets, définie comme intégrale de vorticité au-dessus du secteur du vortex, a été numériquement estimée à partir des mesures de PIV. Les valeurs sans dimensions maximum de la circulation tendent à augmenter à mesure que le nombre de Reynolds des augmentations oscillantes d'écoulement et pour diminuer à mesure que le paramètre de mobilité (un nombre sans dimensions qui mesure la capacité de transport de sédiment de l'écoulement oscillant) augmente. Ceci est interprété à mesure qu'un effet de la dissipation augmentée de la vorticité due à la présence des concentrations croissantes de sédiment entraîné à mesure que le nombre de mobilité augmente.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Sédiments (géologie) -- Transport En ligne : dadmiraal@unl.edu [article] Vortex trajectory hysteresis above self-formed vortex ripples = Hystérésis de trajectoire de tourbillons sur des rides auto-formées par des tourbillons [texte imprimé] / Admiraal, David, Auteur ; Musalem-Jara, Rodrigo, Auteur ; Garcia, Marcelo, Auteur ; Nino, Yarko, Auteur . - 437-450 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 437-450 p.
Mots-clés : Oscillatory flow Sediment transport Fluorescent tracers PIV Sand ripplesEcoulement oscillant Transport de sédiment Traceurs fluorescents PIV Ondulation de sable 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 : Particle image velocimetry (PIV) using fluorescent tracer particles has been used to measure the velocity field of the fluid above self-formed vortex ripples in an oscillatory flow with suspended sediment. Measured velocities were used to find distributions of phase-averaged velocity and vorticity. Using the distributions, discrete vortices were then identified and tracked. Vortices that originated in the wakes of ripples were carried by the flow to adjacent ripples where they recombined with vortices being generated during the next half-cycle of the flow. Two possible states were observed for similar flow conditions, where vortex migration was either 0.9 or 1.5 ripple wavelengths before recombination. Evidence indicates that this may be the result of two possible ripple wavelengths: one that is approximately twice the flow amplitude, and one that is approximately 1.4 times the flow amplitude. The 2-D circulation strength of discrete vortices, defined as the integral of vorticity over the area of the vortex, was numerically estimated from PIV measurements. Maximum dimensionless values of circulation tend to increase as the Reynolds number of the oscillatory flow increases and to decrease as the mobility parameter (a dimensionless number that quantifies the sediment transport capacity of the oscillatory flow) increases. This is interpreted as an effect of enhanced dissipation of vorticity due to the presence of increasing concentrations of entrained sediment as the mobility number increases.
L'image de particules velocimetry (PIV) en utilisant les particules fluorescentes de traceur a été employée pour mesurer le champ de vitesse du fluide au-dessus de l'ondulation individu-formée de vortex dans un écoulement oscillant avec le sédiment suspendu. Des vitesses mesurées ont été employées pour trouver des distributions de vitesse et de vorticité phase-faites la moyenne. En utilisant les distributions, des vortexes discrets ont été alors identifiés et dépistés. Des vortexes qui ont provenu des sillages de l'ondulation ont été portés par l'écoulement à l'ondulation adjacente où ils ont recombiné avec des vortexes étant produits pendant le prochain moitié-cycle de l'écoulement. On a observé deux états possibles pour les états semblables d'écoulement, où la migration de vortex était 0.9 ou 1.5 longueur d'onde d'ondulation avant recombinaison. L'évidence indique que ceci peut être le résultat de deux longueurs d'onde possibles d'ondulation : un qui est approximativement deux fois l'amplitude d'écoulement, et un qui sont approximativement 1.4 fois l'amplitude d'écoulement. La 2-D force de circulation des vortexes discrets, définie comme intégrale de vorticité au-dessus du secteur du vortex, a été numériquement estimée à partir des mesures de PIV. Les valeurs sans dimensions maximum de la circulation tendent à augmenter à mesure que le nombre de Reynolds des augmentations oscillantes d'écoulement et pour diminuer à mesure que le paramètre de mobilité (un nombre sans dimensions qui mesure la capacité de transport de sédiment de l'écoulement oscillant) augmente. Ceci est interprété à mesure qu'un effet de la dissipation augmentée de la vorticité due à la présence des concentrations croissantes de sédiment entraîné à mesure que le nombre de mobilité augmente.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Sédiments (géologie) -- Transport En ligne : dadmiraal@unl.edu 2D-V hydrodynamics of wave–floating breakwater interaction / Koftis, T. H. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 451-469 p.
Titre : 2D-V hydrodynamics of wave–floating breakwater interaction Titre original : Hydrodynamiques 2D-V des interactions entre vagues et brise-lames flottants Type de document : texte imprimé Auteurs : Koftis, T. H., Auteur ; Prinos, P., Auteur ; Koutandos, E., Auteur Article en page(s) : 451-469 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Wave-structure interaction Floating breakwater RANS equations Vorticity TurbulenceInteraction de structure de vague Brise-lames flottant Equations de RANS Vorticité Turbulence 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 : Wave interactions with a fixed floating breakwater (FB) are investigated both numerically and experimentally. Laboratory experiments of large scale have been performed in the CIEM flume of the Catalonia University of Technology, Barcelona and measurements are compared with numerical results obtained with the use of the COBRAS model. The latter solves the two-dimensional, unsteady Reynolds averaged Navier–Stokes (RANS) equations in the vertical plane (2D-V). The k-ε turbulence model is also used for the computation of the Reynolds stresses as well as the Volume Of Fluid method for “tracking” the variation of the free surface. The effects of relative draught dr/ D(dr =structure draught, D =water depth) and the FB configuration (breakwater without and with an attached seaward plate with the same dr/ D ) on the hydrodynamic characteristics (transmission, velocity, vorticity, turbulence) are investigated. Experimental water surface elevation, velocities at selected locations and pressure distribution around the structure are compared satisfactorily with computed results for dr/D equal to 0.325 and 0.2 and the two FB configurations. Detailed computed velocities, vortices and turbulence kinetic energy in the vicinity of the structure indicate the effects of dr/D and FB configuration on the flow pattern and the turbulence structure at the two sides of the structure.
Des interactions entre vagues et brise-lames flottants fixes (FB) sont étudiées numériquement et expérimentalement. Des expériences de laboratoire de la grande échelle ont été exécutées dans la canalisation de CIEM de l'université de la Catalogne de la technologie, Barcelone et des mesures sont comparées aux résultats numériques obtenus avec l'utilisation du modèle de COBRAS. Le dernier résout Reynolds bidimensionnelle et instable ramenée à une moyenne Navier-Charge les équations (RANS) dans le plan vertical (2D-V). Le modèle de turbulence de k-ε est également employé pour le calcul des efforts de Reynolds comme le volume de la méthode liquide pour « dépister » la variation de la surface libre. Les effets de l'ébauche relative DR D (ébauche de =structure de DR, profondeur de =water de D) et de la configuration de FB (brise-lames sans et avec plat attaché de vers le large avec le même DR D) sur les caractéristiques hydrodynamiques (transmission, vitesse, vorticité, turbulence) sont étudiés. L'altitude expérimentale de surface de l'eau, les vitesses aux endroits choisis et la distribution de pression autour de la structure sont comparées d'une manière satisfaisante aux résultats calculés pour dr/D égal à 0.325 et 0.2 et les deux configurations de FB. Les vitesses calculées détaillées, les vortexes et l'énergie cinétique de turbulence à proximité de la structure indiquent les effets de dr/D et de configuration de FB sur le modèle d'écoulement et la structure de turbulence sur les deux côtés de la structure.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence En ligne : thkoftis@civil.auth.gr [article] 2D-V hydrodynamics of wave–floating breakwater interaction = Hydrodynamiques 2D-V des interactions entre vagues et brise-lames flottants [texte imprimé] / Koftis, T. H., Auteur ; Prinos, P., Auteur ; Koutandos, E., Auteur . - 451-469 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 451-469 p.
Mots-clés : Wave-structure interaction Floating breakwater RANS equations Vorticity TurbulenceInteraction de structure de vague Brise-lames flottant Equations de RANS Vorticité Turbulence 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 : Wave interactions with a fixed floating breakwater (FB) are investigated both numerically and experimentally. Laboratory experiments of large scale have been performed in the CIEM flume of the Catalonia University of Technology, Barcelona and measurements are compared with numerical results obtained with the use of the COBRAS model. The latter solves the two-dimensional, unsteady Reynolds averaged Navier–Stokes (RANS) equations in the vertical plane (2D-V). The k-ε turbulence model is also used for the computation of the Reynolds stresses as well as the Volume Of Fluid method for “tracking” the variation of the free surface. The effects of relative draught dr/ D(dr =structure draught, D =water depth) and the FB configuration (breakwater without and with an attached seaward plate with the same dr/ D ) on the hydrodynamic characteristics (transmission, velocity, vorticity, turbulence) are investigated. Experimental water surface elevation, velocities at selected locations and pressure distribution around the structure are compared satisfactorily with computed results for dr/D equal to 0.325 and 0.2 and the two FB configurations. Detailed computed velocities, vortices and turbulence kinetic energy in the vicinity of the structure indicate the effects of dr/D and FB configuration on the flow pattern and the turbulence structure at the two sides of the structure.
Des interactions entre vagues et brise-lames flottants fixes (FB) sont étudiées numériquement et expérimentalement. Des expériences de laboratoire de la grande échelle ont été exécutées dans la canalisation de CIEM de l'université de la Catalogne de la technologie, Barcelone et des mesures sont comparées aux résultats numériques obtenus avec l'utilisation du modèle de COBRAS. Le dernier résout Reynolds bidimensionnelle et instable ramenée à une moyenne Navier-Charge les équations (RANS) dans le plan vertical (2D-V). Le modèle de turbulence de k-ε est également employé pour le calcul des efforts de Reynolds comme le volume de la méthode liquide pour « dépister » la variation de la surface libre. Les effets de l'ébauche relative DR D (ébauche de =structure de DR, profondeur de =water de D) et de la configuration de FB (brise-lames sans et avec plat attaché de vers le large avec le même DR D) sur les caractéristiques hydrodynamiques (transmission, vitesse, vorticité, turbulence) sont étudiés. L'altitude expérimentale de surface de l'eau, les vitesses aux endroits choisis et la distribution de pression autour de la structure sont comparées d'une manière satisfaisante aux résultats calculés pour dr/D égal à 0.325 et 0.2 et les deux configurations de FB. Les vitesses calculées détaillées, les vortexes et l'énergie cinétique de turbulence à proximité de la structure indiquent les effets de dr/D et de configuration de FB sur le modèle d'écoulement et la structure de turbulence sur les deux côtés de la structure.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence En ligne : thkoftis@civil.auth.gr Pollutant dispersion in water currents under wind action / Menéndez, Angel N. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 470-479 p.
Titre : Pollutant dispersion in water currents under wind action Titre original : Dispersion de polluant par des courants engendrés par le vent Type de document : texte imprimé Auteurs : Menéndez, Angel N., Auteur ; Laciana, Carlos E., Auteur Article en page(s) : 470-479 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Pollutant dispersion Dispersion coefficient Wind-driven water currents Wind-driven dispersion Dispersion de polluant Coefficient de dispersion Courants éoliens de l'eau Dispersion éolienne 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 closed expression for the dimensionless dispersion coefficient due to differential advection in the presence of wind is obtained, through integration of the associated velocity and concentration vertical profiles. Tsuruya's model is used for the velocity distribution, while the concentration profile is obtained from a simplified pollutant transport equation explicitly deduced. The expression reduces to Elder's value (≈ 5.9 ) for the particular case of no wind. Higher values arise for winds acting in the same direction as the flow; and vice versa, at least for a practical range of wind velocities. For the case in which the wind acts along a direction non-coplanar with the mean flow direction, it is proposed to apply the analysis independently to the coplanar direction and its normal, where the mean current is, then, null. For this normal direction, the dimensionless dispersion coefficient value is around 24.9. In this way, the theory can be applied to 2D-horizontal pollutant transport modeling.
Une expression fermée pour le coefficient sans dimensions de dispersion dû à l'advection différentielle en présence du vent est obtenue, par l'intégration des profils associés de verticale de vitesse et de concentration. Le modèle de Tsuruya est employé pour la distribution de vitesse, alors que le profil de concentration est obtenu à partir d'une équation simplifiée de transport de polluant explicitement déduite. L'expression réduit à la valeur de l'aîné (≈ 5.9) pour le cas particulier sans vent. Des valeurs plus élevées surgissent pour des vents agissant dans la même direction que l'écoulement ; et vice-versa, au moins pour une gamme pratique des vitesses de vent. Pour le cas dans lequel le vent agit le long d'une direction non-coplanaire avec le sens d'écoulement moyen, on lui propose de s'appliquer l'analyse indépendamment à la direction coplanaire et à sa normale, où le courant moyen est, puis, nulle. Pour ce de direction normale, la valeur sans dimensions de coefficient de dispersion est autour 24.9. De cette façon, la théorie peut être appliquée à modeler de transport du polluant 2D-horizontal.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Diffusion en hydrologie [article] Pollutant dispersion in water currents under wind action = Dispersion de polluant par des courants engendrés par le vent [texte imprimé] / Menéndez, Angel N., Auteur ; Laciana, Carlos E., Auteur . - 470-479 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 470-479 p.
Mots-clés : Pollutant dispersion Dispersion coefficient Wind-driven water currents Wind-driven dispersion Dispersion de polluant Coefficient de dispersion Courants éoliens de l'eau Dispersion éolienne 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 closed expression for the dimensionless dispersion coefficient due to differential advection in the presence of wind is obtained, through integration of the associated velocity and concentration vertical profiles. Tsuruya's model is used for the velocity distribution, while the concentration profile is obtained from a simplified pollutant transport equation explicitly deduced. The expression reduces to Elder's value (≈ 5.9 ) for the particular case of no wind. Higher values arise for winds acting in the same direction as the flow; and vice versa, at least for a practical range of wind velocities. For the case in which the wind acts along a direction non-coplanar with the mean flow direction, it is proposed to apply the analysis independently to the coplanar direction and its normal, where the mean current is, then, null. For this normal direction, the dimensionless dispersion coefficient value is around 24.9. In this way, the theory can be applied to 2D-horizontal pollutant transport modeling.
Une expression fermée pour le coefficient sans dimensions de dispersion dû à l'advection différentielle en présence du vent est obtenue, par l'intégration des profils associés de verticale de vitesse et de concentration. Le modèle de Tsuruya est employé pour la distribution de vitesse, alors que le profil de concentration est obtenu à partir d'une équation simplifiée de transport de polluant explicitement déduite. L'expression réduit à la valeur de l'aîné (≈ 5.9) pour le cas particulier sans vent. Des valeurs plus élevées surgissent pour des vents agissant dans la même direction que l'écoulement ; et vice-versa, au moins pour une gamme pratique des vitesses de vent. Pour le cas dans lequel le vent agit le long d'une direction non-coplanaire avec le sens d'écoulement moyen, on lui propose de s'appliquer l'analyse indépendamment à la direction coplanaire et à sa normale, où le courant moyen est, puis, nulle. Pour ce de direction normale, la valeur sans dimensions de coefficient de dispersion est autour 24.9. De cette façon, la théorie peut être appliquée à modeler de transport du polluant 2D-horizontal.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Diffusion en hydrologie Linear stability analysis of a 1-D model with dynamical description of bed-load transport / Di Cristo, C. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 480-487 p.
Titre : Linear stability analysis of a 1-D model with dynamical description of bed-load transport Titre original : Analyse linéaire de stabilité d'un modèle 1-D avec description dynamique de transport de sediments sur le lit Type de document : texte imprimé Auteurs : Di Cristo, C., Auteur ; Vacca, A., Auteur ; Iervolino, M., Auteur Article en page(s) : 480-487 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : One-dimensional model Bed-load transport Stability analysis Bed-forms Modèle unidimensionnel Transport de charge de lit Analyse de stabilité Formes de lit 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 : In the paper a linear stability analysis of a one-dimensional morphodynamical model is presented. The local equilibrium assumption on the solid discharge is removed and a dynamical description of the bed-load transport is employed. Both unsteady and quasi-steady flow models are analysed and discussed. The results reveal the existence, at moderate Froude number values, of perturbations related to bed elevation instability, migrating in the upstream direction both in quasi-steady and full unsteady models.
L'article présente une analyse linéaire de stabilité d'un modèle morphodynamical unidimensionnel est présentée. La prétention locale d'équilibre sur la décharge pleine est enlevée et une description dynamique du transport de lit-charge est utilisée. Des modèles instables et quasi-stationnaires d'écoulement sont analysés et discutés. Les résultats indiquent l'existence, aux valeurs modérées de nombre de Froude, des perturbations liées à l'instabilité d'altitude de lit, émigrant dans la direction ascendante dans les modèles instables quasi-stationnaires et pleins.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Modèles hydrauliques En ligne : dicristo@unina.it [article] Linear stability analysis of a 1-D model with dynamical description of bed-load transport = Analyse linéaire de stabilité d'un modèle 1-D avec description dynamique de transport de sediments sur le lit [texte imprimé] / Di Cristo, C., Auteur ; Vacca, A., Auteur ; Iervolino, M., Auteur . - 480-487 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 480-487 p.
Mots-clés : One-dimensional model Bed-load transport Stability analysis Bed-forms Modèle unidimensionnel Transport de charge de lit Analyse de stabilité Formes de lit 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 : In the paper a linear stability analysis of a one-dimensional morphodynamical model is presented. The local equilibrium assumption on the solid discharge is removed and a dynamical description of the bed-load transport is employed. Both unsteady and quasi-steady flow models are analysed and discussed. The results reveal the existence, at moderate Froude number values, of perturbations related to bed elevation instability, migrating in the upstream direction both in quasi-steady and full unsteady models.
L'article présente une analyse linéaire de stabilité d'un modèle morphodynamical unidimensionnel est présentée. La prétention locale d'équilibre sur la décharge pleine est enlevée et une description dynamique du transport de lit-charge est utilisée. Des modèles instables et quasi-stationnaires d'écoulement sont analysés et discutés. Les résultats indiquent l'existence, aux valeurs modérées de nombre de Froude, des perturbations liées à l'instabilité d'altitude de lit, émigrant dans la direction ascendante dans les modèles instables quasi-stationnaires et pleins.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Modèles hydrauliques En ligne : dicristo@unina.it Analysis and prediction of riverbed changes using empirical orthogonal functions / Hsu, Tai-wen in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 488-496 p.
Titre : Analysis and prediction of riverbed changes using empirical orthogonal functions Titre original : L'analyse et la prévision de modifications du lit des rivières en utilisant des fonctions orthogonales empiriques Type de document : texte imprimé Auteurs : Hsu, Tai-wen, Auteur ; Wang, Swun-Kwang, Auteur ; Chang, Kuo-Chyang ; Jan, Chyan-Deng, Auteur Article en page(s) : 488-496 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Eigenfunction Markov process Forcing parameter Orthogonal Fonction propre Processus de Markov Forcer le paramètre Orthogonal 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 two-dimensional empirical eigenfunction model is proposed to analyze and predict the variations of riverbed profile. This model consists of two along and cross-river eigenfunctions and one temporal eigenfunction. These eigenfunctions can be generated based on a series of measured riverbed profiles. The proposed model is applied to analyze the riverbed variations of the downstream of Chou-Shui River in Taiwan. The prediction of riverbed variations is also conducted by using the generated eigenfunctions with the help of the Markov process model. A dimensionless effective flow discharge is assigned to be the forcing parameter in the predicting model, which controls the riverbed changes. The results show that the proposed method can reasonably analyze and predict the riverbed variations.
On propose un modèle empirique bidimensionnel de fonction propre pour analyser et prévoir les variations du profil de lit de la rivière. Ce modèle se compose deux fonctions propres le long et de croix-fleuve et une fonction propre temporelle. Ces fonctions propres peuvent être produites ont basé sur une série de profils mesurés de lit de la rivière. Le modèle proposé est appliqué pour analyser les variations de lit de la rivière du en aval de le fleuve de Chou-Shui dans Taiwan. La prévision des variations de lit de la rivière est également conduite en employant les fonctions propres produites avec l'aide du modèle de processus de Markov. Une décharge efficace sans dimensions d'écoulement est assignée pour être le paramètre forçant dans le modèle de prévision, qui commande les changements de lit de la rivière. Les résultats prouvent que la méthode proposée peut raisonnablement analyser et prévoir les variations de lit des rivières.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Markov, Processus [article] Analysis and prediction of riverbed changes using empirical orthogonal functions = L'analyse et la prévision de modifications du lit des rivières en utilisant des fonctions orthogonales empiriques [texte imprimé] / Hsu, Tai-wen, Auteur ; Wang, Swun-Kwang, Auteur ; Chang, Kuo-Chyang ; Jan, Chyan-Deng, Auteur . - 488-496 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 488-496 p.
Mots-clés : Eigenfunction Markov process Forcing parameter Orthogonal Fonction propre Processus de Markov Forcer le paramètre Orthogonal 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 two-dimensional empirical eigenfunction model is proposed to analyze and predict the variations of riverbed profile. This model consists of two along and cross-river eigenfunctions and one temporal eigenfunction. These eigenfunctions can be generated based on a series of measured riverbed profiles. The proposed model is applied to analyze the riverbed variations of the downstream of Chou-Shui River in Taiwan. The prediction of riverbed variations is also conducted by using the generated eigenfunctions with the help of the Markov process model. A dimensionless effective flow discharge is assigned to be the forcing parameter in the predicting model, which controls the riverbed changes. The results show that the proposed method can reasonably analyze and predict the riverbed variations.
On propose un modèle empirique bidimensionnel de fonction propre pour analyser et prévoir les variations du profil de lit de la rivière. Ce modèle se compose deux fonctions propres le long et de croix-fleuve et une fonction propre temporelle. Ces fonctions propres peuvent être produites ont basé sur une série de profils mesurés de lit de la rivière. Le modèle proposé est appliqué pour analyser les variations de lit de la rivière du en aval de le fleuve de Chou-Shui dans Taiwan. La prévision des variations de lit de la rivière est également conduite en employant les fonctions propres produites avec l'aide du modèle de processus de Markov. Une décharge efficace sans dimensions d'écoulement est assignée pour être le paramètre forçant dans le modèle de prévision, qui commande les changements de lit de la rivière. Les résultats prouvent que la méthode proposée peut raisonnablement analyser et prévoir les variations de lit des rivières.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Markov, Processus Scour holes downstream of bed sills in low-gradient channels / Ben Meftah, M. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 497-509 p.
Titre : Scour holes downstream of bed sills in low-gradient channels Titre original : Affouillement local à l'aval des seuils dans des canaux à pente faible Type de document : texte imprimé Auteurs : Ben Meftah, M., Auteur ; Mossa, M., Auteur Article en page(s) : 497-509 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bed sills Local scouring Time evolution Scour shapes Secondary currents Turbulence Filons-couches Récurage local Evolution de Temps Affouillement Courants secondaires Turbulence 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 : An experimental study on long local scouring downstream of bed sills in a monogranular sand bed was carried out in the hydraulic laboratory flume at the Mediterranean Agronomic Institute of Bari (Italy). The main objectives of this study were to determine scour hole dimension, with its maximum scour depth as a function of time and at the equilibrium stage, the scour hole shapes and the investigation of the influence of sills on the distribution of the three velocity components through the scour hole at the same stage. Four experimental configurations were tested, the main difference between them being the distance between sills. Based on experimental data, the classical dimensional analysis of the variables that influence the development of the scour hole has been carried out in order to obtain two empirical formulas predicting the maximum scour depth and the length of the scour hole at the equilibrium stage. Moreover, it was observed that the distance between sills influences the scour hole dimension and shape. The three velocity components of the flow, measured with an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV), show that in the scour hole, at the equilibrium stage, the three-components of the flow turbulence intensities are very high. Near-bed flow vortexes in addition to secondary currents are also observed.
Une étude expérimentale sur l'affouillement local en aval de des filons-couches de lit dans un lit monogranular de sable a été effectuée dans la canalisation hydraulique de laboratoire à l'institut agronomique méditerranéen de Bari (Italie). Les objectifs principaux de cette étude étaient de déterminer la dimension de l'affouillement, avec sa profondeur maximum de lessivage en fonction du temps et à l'étape d'équilibre, aux formes de trou de lessivage et à la recherche sur l'influence des filons-couches sur la distribution des trois composants de vitesse par l'affouillement à la même étape. Quatre configurations expérimentales ont été examinées, la différence principale entre eux étant la distance entre les filons-couches. Basé sur des données expérimentales, l'analyse dimensionnelle classique des variables qui influencent le développement de l'affouillement a été effectuée afin d'obtenir deux formules empiriques prévoyant la profondeur maximum de la longueur d'affouillement l'équilibre. D'ailleurs, on l'a observé que la distance entre les filons-couches influence la dimension et la forme de l'affouillement. Les trois composants de vitesse de l'écoulement, mesurés avec un Doppler acoustique Velocimeter (ADV), montrent que l'affouillement, à l'étape d'équilibre, les trois-composants des intensités de turbulence d'écoulement sont très hauts. on observe également des vortexes d'écoulement de Proche-lit en plus des courants secondaires.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Affouillement (génie hydraulique) En ligne : mbenme@poliba.it [article] Scour holes downstream of bed sills in low-gradient channels = Affouillement local à l'aval des seuils dans des canaux à pente faible [texte imprimé] / Ben Meftah, M., Auteur ; Mossa, M., Auteur . - 497-509 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 497-509 p.
Mots-clés : Bed sills Local scouring Time evolution Scour shapes Secondary currents Turbulence Filons-couches Récurage local Evolution de Temps Affouillement Courants secondaires Turbulence 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 : An experimental study on long local scouring downstream of bed sills in a monogranular sand bed was carried out in the hydraulic laboratory flume at the Mediterranean Agronomic Institute of Bari (Italy). The main objectives of this study were to determine scour hole dimension, with its maximum scour depth as a function of time and at the equilibrium stage, the scour hole shapes and the investigation of the influence of sills on the distribution of the three velocity components through the scour hole at the same stage. Four experimental configurations were tested, the main difference between them being the distance between sills. Based on experimental data, the classical dimensional analysis of the variables that influence the development of the scour hole has been carried out in order to obtain two empirical formulas predicting the maximum scour depth and the length of the scour hole at the equilibrium stage. Moreover, it was observed that the distance between sills influences the scour hole dimension and shape. The three velocity components of the flow, measured with an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV), show that in the scour hole, at the equilibrium stage, the three-components of the flow turbulence intensities are very high. Near-bed flow vortexes in addition to secondary currents are also observed.
Une étude expérimentale sur l'affouillement local en aval de des filons-couches de lit dans un lit monogranular de sable a été effectuée dans la canalisation hydraulique de laboratoire à l'institut agronomique méditerranéen de Bari (Italie). Les objectifs principaux de cette étude étaient de déterminer la dimension de l'affouillement, avec sa profondeur maximum de lessivage en fonction du temps et à l'étape d'équilibre, aux formes de trou de lessivage et à la recherche sur l'influence des filons-couches sur la distribution des trois composants de vitesse par l'affouillement à la même étape. Quatre configurations expérimentales ont été examinées, la différence principale entre eux étant la distance entre les filons-couches. Basé sur des données expérimentales, l'analyse dimensionnelle classique des variables qui influencent le développement de l'affouillement a été effectuée afin d'obtenir deux formules empiriques prévoyant la profondeur maximum de la longueur d'affouillement l'équilibre. D'ailleurs, on l'a observé que la distance entre les filons-couches influence la dimension et la forme de l'affouillement. Les trois composants de vitesse de l'écoulement, mesurés avec un Doppler acoustique Velocimeter (ADV), montrent que l'affouillement, à l'étape d'équilibre, les trois-composants des intensités de turbulence d'écoulement sont très hauts. on observe également des vortexes d'écoulement de Proche-lit en plus des courants secondaires.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Affouillement (génie hydraulique) En ligne : mbenme@poliba.it Turbulent flow and bed pressure within headcut scour holes due to plane reattached jets / Bennett, Sean J. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 510-521 p.
Titre : Turbulent flow and bed pressure within headcut scour holes due to plane reattached jets Titre original : Ecoulement turbulent et pression de lit dus au recollement de jets plans dans les affouillement avec tête de rigole (headcut) Type de document : texte imprimé Auteurs : Bennett, Sean J., Auteur ; Alonso, Carlos V., Auteur Article en page(s) : 510-521 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Headcuts Jets Scour Soil erosion Turbulence Wall pressure Headcuts Jet Affouillement Érosion de sol Turbulence Pression de mur 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 : Soil erosion remains the principle cause of soil degradation worldwide, and the development and migration of headcuts in rills, crop furrows, and gullies can significantly increase soil losses on hillslopes, upland areas, and agricultural fields. Experiments were conducted to define the time-mean turbulent flow characteristics within fixed headcut scour holes typical of upland concentrated flows and to assess the distribution of these flow and pressure parameters for discrete areas of the scour hole domain. These data show that: (1) flow within headcut scour holes is analogous to plane turbulent reattached wall jets; (2) turbulence maxima are associated with the jet entry, recirculation eddies, and flow reattachment; (3) turbulent velocities are distributed asymmetrically about the free jet axis within the scour hole; (4) turbulent velocities associated with the reattached wall jet display good similarity collapse when scaled with the jet entry velocity; and (5) distributions of wall pressure near reattachment agree well with a similarity argument derived for impinging jets. This study supports the use and application of a jet impingement approach for modeling flow and soil erosion in upland concentrated flows due to headcut development and migration. Moreover, it is suggested that velocity-gradient shear, turbulent shear, and near-bed pressure gradients all are involved in soil erosion within headcut scour holes.
L'érosion de sol demeure la cause de principe de la dégradation de sol dans le monde entier, et le développement et la migration des headcuts dans les ruisselets, les sillons de récolte, et des caniveaux peuvent de manière significative augmenter des pertes de sol sur des hillslopes, des secteurs de montagne, et des champs agricoles. Des expériences ont été entreprises pour définir temps-signifient des caractéristiques turbulentes d'écoulement dans les trous fixes de l'affouillement de headcut typiques des écoulements concentrés par montagne et pour évaluer la distribution des ces des paramètres d'écoulement et de pression pour des secteurs discrets du domaine d'affouillement. Ces données montrent cela : (1) l'écoulement dans les affouillement de headcut est analogue pour surfacer le mur rattaché turbulent en jet ; (2) des maximum de turbulence sont associés à l'entrée de jet, aux remous de recyclage, et au reattachment d'écoulement ; (3) des vitesses turbulentes sont distribuées asymétriquement autour de l'axe à jet libre dans l'affouillement ; (4) les vitesses turbulentes se sont associées au mur rattaché en jet le bon effondrement de similitude d'affichage une fois mesurées avec la vitesse d'entrée de jet ; et (5) les distributions de la pression de mur près du reattachment sont conformes bien à un argument de similitude dérivé pour empiéter en jet. Cette étude soutient l'utilisation et l'application d'une approche d'impact de jet pour modeler l'écoulement et l'érosion de sol dans des écoulements concentrés par montagne dus au développement et à la migration de headcut. D'ailleurs, on le suggère que le cisaillement de vitesse-gradient, le cisaillement turbulent, et les gradients tous de pression de proche-lit soient impliqués dans l'érosion de sol dans l'affouillement de headcut.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence En ligne : seanb@buffalo.edu [article] Turbulent flow and bed pressure within headcut scour holes due to plane reattached jets = Ecoulement turbulent et pression de lit dus au recollement de jets plans dans les affouillement avec tête de rigole (headcut) [texte imprimé] / Bennett, Sean J., Auteur ; Alonso, Carlos V., Auteur . - 510-521 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 510-521 p.
Mots-clés : Headcuts Jets Scour Soil erosion Turbulence Wall pressure Headcuts Jet Affouillement Érosion de sol Turbulence Pression de mur 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 : Soil erosion remains the principle cause of soil degradation worldwide, and the development and migration of headcuts in rills, crop furrows, and gullies can significantly increase soil losses on hillslopes, upland areas, and agricultural fields. Experiments were conducted to define the time-mean turbulent flow characteristics within fixed headcut scour holes typical of upland concentrated flows and to assess the distribution of these flow and pressure parameters for discrete areas of the scour hole domain. These data show that: (1) flow within headcut scour holes is analogous to plane turbulent reattached wall jets; (2) turbulence maxima are associated with the jet entry, recirculation eddies, and flow reattachment; (3) turbulent velocities are distributed asymmetrically about the free jet axis within the scour hole; (4) turbulent velocities associated with the reattached wall jet display good similarity collapse when scaled with the jet entry velocity; and (5) distributions of wall pressure near reattachment agree well with a similarity argument derived for impinging jets. This study supports the use and application of a jet impingement approach for modeling flow and soil erosion in upland concentrated flows due to headcut development and migration. Moreover, it is suggested that velocity-gradient shear, turbulent shear, and near-bed pressure gradients all are involved in soil erosion within headcut scour holes.
L'érosion de sol demeure la cause de principe de la dégradation de sol dans le monde entier, et le développement et la migration des headcuts dans les ruisselets, les sillons de récolte, et des caniveaux peuvent de manière significative augmenter des pertes de sol sur des hillslopes, des secteurs de montagne, et des champs agricoles. Des expériences ont été entreprises pour définir temps-signifient des caractéristiques turbulentes d'écoulement dans les trous fixes de l'affouillement de headcut typiques des écoulements concentrés par montagne et pour évaluer la distribution des ces des paramètres d'écoulement et de pression pour des secteurs discrets du domaine d'affouillement. Ces données montrent cela : (1) l'écoulement dans les affouillement de headcut est analogue pour surfacer le mur rattaché turbulent en jet ; (2) des maximum de turbulence sont associés à l'entrée de jet, aux remous de recyclage, et au reattachment d'écoulement ; (3) des vitesses turbulentes sont distribuées asymétriquement autour de l'axe à jet libre dans l'affouillement ; (4) les vitesses turbulentes se sont associées au mur rattaché en jet le bon effondrement de similitude d'affichage une fois mesurées avec la vitesse d'entrée de jet ; et (5) les distributions de la pression de mur près du reattachment sont conformes bien à un argument de similitude dérivé pour empiéter en jet. Cette étude soutient l'utilisation et l'application d'une approche d'impact de jet pour modeler l'écoulement et l'érosion de sol dans des écoulements concentrés par montagne dus au développement et à la migration de headcut. D'ailleurs, on le suggère que le cisaillement de vitesse-gradient, le cisaillement turbulent, et les gradients tous de pression de proche-lit soient impliqués dans l'érosion de sol dans l'affouillement de headcut.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence En ligne : seanb@buffalo.edu Experimental analysis of the impact of dry avalanches on structures and implication for debris flows / Zanuttigh, Barbara in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 522-534 p.
Titre : Experimental analysis of the impact of dry avalanches on structures and implication for debris flows Titre original : Analyse expérimental de l'impact des avalanches sèche sur structures et implication pour laves torrentielles Type de document : texte imprimé Auteurs : Zanuttigh, Barbara, Auteur ; Lamberti, Alberto, Auteur Article en page(s) : 522-534 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Impact Force Avalanche Debris Experiments Impact Force Avalanche Débris Expériences 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 : Objectives of this work are to experimentally analyse the dynamic impact of dry avalanches on structures and to examine the possibility of extending the results to debris flows; to identify structure efficiency in terms of extension and shape of the deposition area; to numerically validate the adequacy of shallow-water equations in reproducing the impact process and the maximum force on the obstacle; finally to propose an analytical expression for estimating the design force. Experiments were carried out on two dry sandy mixtures flowing down a steep chute and impacting on obstacles of different shape that reproduce check-dams, filter-dams, “houses” and flow-breakers. Effects of mixture composition, obstacle shape and orientation— with respect to mean flow direction—on force values and deposit extension were examined, showing that only check-dams can significantly reduce the kinetic energy and retain the flowing material. Numerical simulations were performed with a 1D code, based on shallow-water equations and the weighted average flux method, to represent forces on an infinite high obstacle (i.e., a wall) in time. Promising results allowed the use of a simple expression directly derived from momentum balance to compute the force exerted by the flow on the structure for given upstream flow depth and velocity. Limitations of the experiments in reproducing impact on defence works in real events are highlighted and suggestions for improving structural design are drawn.
Les objectifs de ce travail sont d'analyser expérimentalement l'impact dynamique des avalanches sèches sur des structures et examiner la possibilité de prolonger les résultats aux débris coule ; pour identifier l'efficacité de structure en termes de prolongation et la forme du secteur de dépôt ; pour valider numériquement l'adéquation des équations de la peu profond-eau en reproduisant le processus d'impact et la force maximum sur l'obstacle ; proposer finalement une expression analytique pour estimer la force de conception. Des expériences ont été effectuées sur deux mélanges arénacés secs coulant en bas d'un descendeur raide et effectuant sur les obstacles de la forme différente qui reproduisent des vérifier-barrages, des filtre-barrages, des « maisons » et des couler-briseurs. Des effets de composition de mélange, la forme d'obstacle et l'orientation en ce qui concerne l'écoulement moyen direction-sur des valeurs de force et la prolongation de dépôt ont été examinés, prouvant que seulement les vérifier-barrages peuvent de manière significative réduire l'énergie cinétique et maintenir le matériel débordant. Des simulations numériques ont été effectuées avec un code 1D, basé sur des équations de la peu profond-eau et la méthode moyenne pesée de flux, pour représenter des forces sur un obstacle élevé infini (c a d., un mur) à temps. Les résultats prometteurs ont permis l'utilisation d'une expression simple directement dérivée de l'équilibre d'élan pour calculer la force exercée par l'écoulement sur la structure pour le tirant et la vitesse d'eau ascendants donnés. Des limitations des expériences dans l'impact se reproduisant sur des travaux de la défense dans de vrais événements sont accentuées et des suggestions pour améliorer la conception structurale sont dessinées.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Avalanches En ligne : barbara.zanuttigh@mail.ing.unibo.it [article] Experimental analysis of the impact of dry avalanches on structures and implication for debris flows = Analyse expérimental de l'impact des avalanches sèche sur structures et implication pour laves torrentielles [texte imprimé] / Zanuttigh, Barbara, Auteur ; Lamberti, Alberto, Auteur . - 522-534 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 522-534 p.
Mots-clés : Impact Force Avalanche Debris Experiments Impact Force Avalanche Débris Expériences 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 : Objectives of this work are to experimentally analyse the dynamic impact of dry avalanches on structures and to examine the possibility of extending the results to debris flows; to identify structure efficiency in terms of extension and shape of the deposition area; to numerically validate the adequacy of shallow-water equations in reproducing the impact process and the maximum force on the obstacle; finally to propose an analytical expression for estimating the design force. Experiments were carried out on two dry sandy mixtures flowing down a steep chute and impacting on obstacles of different shape that reproduce check-dams, filter-dams, “houses” and flow-breakers. Effects of mixture composition, obstacle shape and orientation— with respect to mean flow direction—on force values and deposit extension were examined, showing that only check-dams can significantly reduce the kinetic energy and retain the flowing material. Numerical simulations were performed with a 1D code, based on shallow-water equations and the weighted average flux method, to represent forces on an infinite high obstacle (i.e., a wall) in time. Promising results allowed the use of a simple expression directly derived from momentum balance to compute the force exerted by the flow on the structure for given upstream flow depth and velocity. Limitations of the experiments in reproducing impact on defence works in real events are highlighted and suggestions for improving structural design are drawn.
Les objectifs de ce travail sont d'analyser expérimentalement l'impact dynamique des avalanches sèches sur des structures et examiner la possibilité de prolonger les résultats aux débris coule ; pour identifier l'efficacité de structure en termes de prolongation et la forme du secteur de dépôt ; pour valider numériquement l'adéquation des équations de la peu profond-eau en reproduisant le processus d'impact et la force maximum sur l'obstacle ; proposer finalement une expression analytique pour estimer la force de conception. Des expériences ont été effectuées sur deux mélanges arénacés secs coulant en bas d'un descendeur raide et effectuant sur les obstacles de la forme différente qui reproduisent des vérifier-barrages, des filtre-barrages, des « maisons » et des couler-briseurs. Des effets de composition de mélange, la forme d'obstacle et l'orientation en ce qui concerne l'écoulement moyen direction-sur des valeurs de force et la prolongation de dépôt ont été examinés, prouvant que seulement les vérifier-barrages peuvent de manière significative réduire l'énergie cinétique et maintenir le matériel débordant. Des simulations numériques ont été effectuées avec un code 1D, basé sur des équations de la peu profond-eau et la méthode moyenne pesée de flux, pour représenter des forces sur un obstacle élevé infini (c a d., un mur) à temps. Les résultats prometteurs ont permis l'utilisation d'une expression simple directement dérivée de l'équilibre d'élan pour calculer la force exercée par l'écoulement sur la structure pour le tirant et la vitesse d'eau ascendants donnés. Des limitations des expériences dans l'impact se reproduisant sur des travaux de la défense dans de vrais événements sont accentuées et des suggestions pour améliorer la conception structurale sont dessinées.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Avalanches En ligne : barbara.zanuttigh@mail.ing.unibo.it Outflow calibration for vertically distorted models of thermally stratified reservoirs / Ettema, Robert in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 535-547 p.
Titre : Outflow calibration for vertically distorted models of thermally stratified reservoirs Titre original : Etalonnage du soutirage sur un modèle verticalement distordu de réservoirs thermiquement stratifiés Type de document : texte imprimé Auteurs : Ettema, Robert, Auteur ; Abaci, Ozan, Auteur ; Jacob Odgaard, A., Auteur ; Muste, Marian, Auteur Article en page(s) : 535-547 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Stratified flow Réservoir Intake Hydraulic model Selective withdrawal Ecoulement stratifié Réservoir Prise Modèle hydraulique Retrait sélectif 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 describes a calibration approach to relate outflow temperature to rate of outflow release from a large, vertically distorted hydraulic model designed to simulate selective withdrawal of colder water from a thermally stratified reservoir. The calibration relationship resulting from the approach is of use for other vertically distorted hydraulic models of stratified flows, especially when such models involve markedly three-dimensional flows that have large-scale turbulence structures. The approach entails accounting, at least approximately, for the influences of flow vorticity on mixing, and it leads to a new similitude consideration and relatively simple relationship for estimating an outflow calibration factor. The calibration approach was supported by tests conducted with undistorted and vertically distorted scale-model replications of a reservoir intake structure and its surrounding bathymetry. This paper also describes the modifications that would enable the intake to release colder water from the reservoir during summer months.
Cet article décrit une approche de calibrage pour relier la température de sortie au taux de dégagement de sortie d'un grand, verticalement tordu modèle hydraulique conçu pour simuler le retrait sélectif d'une eau plus froide d'un réservoir thermiquement stratifié. Le rapport de calibrage résultant de l'approche est utile pour d'autres modèles hydrauliques verticalement tordus des écoulements stratifiés, particulièrement quand de tels modèles comportent les écoulements nettement tridimensionnels qui ont les structures à grande échelle de turbulence. L'approche nécessite la comptabilité, au moins approximativement, pour les influences de la vorticité d'écoulement sur le mélange, et elle mène à une nouvelle considération de similitude et à un rapport relativement simple pour estimer un facteur de calibrage de sortie. L'approche de calibrage a été soutenue par des essais effectués avec les répliques undistorted et verticalement tordues de mesurer-modèle d'une structure de prise de réservoir et de son entourage bathymetry. Cet article décrit également les modifications qui permettraient à la prise de libérer une eau plus froide du réservoir pendant des mois d'été.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Modèles hydrauliques En ligne : robert-ettema@uniowa.edu [article] Outflow calibration for vertically distorted models of thermally stratified reservoirs = Etalonnage du soutirage sur un modèle verticalement distordu de réservoirs thermiquement stratifiés [texte imprimé] / Ettema, Robert, Auteur ; Abaci, Ozan, Auteur ; Jacob Odgaard, A., Auteur ; Muste, Marian, Auteur . - 535-547 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 535-547 p.
Mots-clés : Stratified flow Réservoir Intake Hydraulic model Selective withdrawal Ecoulement stratifié Réservoir Prise Modèle hydraulique Retrait sélectif 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 describes a calibration approach to relate outflow temperature to rate of outflow release from a large, vertically distorted hydraulic model designed to simulate selective withdrawal of colder water from a thermally stratified reservoir. The calibration relationship resulting from the approach is of use for other vertically distorted hydraulic models of stratified flows, especially when such models involve markedly three-dimensional flows that have large-scale turbulence structures. The approach entails accounting, at least approximately, for the influences of flow vorticity on mixing, and it leads to a new similitude consideration and relatively simple relationship for estimating an outflow calibration factor. The calibration approach was supported by tests conducted with undistorted and vertically distorted scale-model replications of a reservoir intake structure and its surrounding bathymetry. This paper also describes the modifications that would enable the intake to release colder water from the reservoir during summer months.
Cet article décrit une approche de calibrage pour relier la température de sortie au taux de dégagement de sortie d'un grand, verticalement tordu modèle hydraulique conçu pour simuler le retrait sélectif d'une eau plus froide d'un réservoir thermiquement stratifié. Le rapport de calibrage résultant de l'approche est utile pour d'autres modèles hydrauliques verticalement tordus des écoulements stratifiés, particulièrement quand de tels modèles comportent les écoulements nettement tridimensionnels qui ont les structures à grande échelle de turbulence. L'approche nécessite la comptabilité, au moins approximativement, pour les influences de la vorticité d'écoulement sur le mélange, et elle mène à une nouvelle considération de similitude et à un rapport relativement simple pour estimer un facteur de calibrage de sortie. L'approche de calibrage a été soutenue par des essais effectués avec les répliques undistorted et verticalement tordues de mesurer-modèle d'une structure de prise de réservoir et de son entourage bathymetry. Cet article décrit également les modifications qui permettraient à la prise de libérer une eau plus froide du réservoir pendant des mois d'été.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Modèles hydrauliques En ligne : robert-ettema@uniowa.edu Kinematic assessment of floc formation using a Monte Carlo model / Khelifa, Ali in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 548-559 p.
Titre : Kinematic assessment of floc formation using a Monte Carlo model Titre original : Evaluation cinématique de la brisure de flacons avec un modèle de Monte Carlo Type de document : texte imprimé Auteurs : Khelifa, Ali, Auteur ; Hill, Paul S., Auteur Article en page(s) : 548-559 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Monte Carlo simulation Flocs Aggregation Breakage Fractal dimension Size distribution Sediment transport Cohesive sediment Simulation de Monte Carlo Floculations Agrégation Rupture Dimension de fractale Distribution de grandeurs Transport de sédiment Sédiment cohésif 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 simple stochastic model is proposed to simulate floc formation due to simultaneous aggregation and breakage processes. The model is based on the constant-number Monte Carlo method where the number of flocs is kept constant during simulations. To produce equilibrium floc-size distributions, it uses established models of flocculation and new simple formulations of breakage probability and of the probability of producing fragments of a given size from broken flocs. The concept of fractal geometry is used to describe the geometry of flocs. The maximum size of flocs allowed, the median size of component particles, and their density are the main inputs needed to simulate floc formation. Simulated steady-state floc-size distributions were compared with field data observed at different locations, and good agreement was obtained. Dimensional analysis applied to measured and simulated data revealed that floc-size distributions are self-similar and can be described by the same function, regardless of the conditions of their formation.
On propose un modèle stochastique simple pour simuler la formation de floculation due aux processus simultanés d'agrégation et de rupture. Le modèle est basé sur la méthode de Monte Carlo de constant-nombre où le nombre de floculations est maintenu constant pendant les simulations. Pour produire des distributions de floculation-taille d'équilibre, il emploie les modèles établis de la floculation et les nouvelles formulations simples de la probabilité de rupture et de la probabilité de produire des fragments d'une taille donnée à partir des floculations cassées. Le concept de la géométrie de fractale est employé pour décrire la géométrie des floculations. La taille maximum des floculations a laissé, la taille médiane des particules composantes, et leur densité sont les entrées principales requises pour simuler la formation de floculation. Des distributions équilibrées simulées de floculation-taille ont été comparées aux données de champ observées à différents endroits, et la bonne concordance a été obtenue. L'analyse dimensionnelle s'est appliquée à mesuré et les données simulées ont indiqué que les distributions de floculation-taille sont autosimilaires et peuvent être décrites par la même fonction, indépendamment des conditions de leur formation.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Sédiments (géologie) -- Transport En ligne : ali.khelifa@ec.gc.ca [article] Kinematic assessment of floc formation using a Monte Carlo model = Evaluation cinématique de la brisure de flacons avec un modèle de Monte Carlo [texte imprimé] / Khelifa, Ali, Auteur ; Hill, Paul S., Auteur . - 548-559 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 548-559 p.
Mots-clés : Monte Carlo simulation Flocs Aggregation Breakage Fractal dimension Size distribution Sediment transport Cohesive sediment Simulation de Monte Carlo Floculations Agrégation Rupture Dimension de fractale Distribution de grandeurs Transport de sédiment Sédiment cohésif 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 simple stochastic model is proposed to simulate floc formation due to simultaneous aggregation and breakage processes. The model is based on the constant-number Monte Carlo method where the number of flocs is kept constant during simulations. To produce equilibrium floc-size distributions, it uses established models of flocculation and new simple formulations of breakage probability and of the probability of producing fragments of a given size from broken flocs. The concept of fractal geometry is used to describe the geometry of flocs. The maximum size of flocs allowed, the median size of component particles, and their density are the main inputs needed to simulate floc formation. Simulated steady-state floc-size distributions were compared with field data observed at different locations, and good agreement was obtained. Dimensional analysis applied to measured and simulated data revealed that floc-size distributions are self-similar and can be described by the same function, regardless of the conditions of their formation.
On propose un modèle stochastique simple pour simuler la formation de floculation due aux processus simultanés d'agrégation et de rupture. Le modèle est basé sur la méthode de Monte Carlo de constant-nombre où le nombre de floculations est maintenu constant pendant les simulations. Pour produire des distributions de floculation-taille d'équilibre, il emploie les modèles établis de la floculation et les nouvelles formulations simples de la probabilité de rupture et de la probabilité de produire des fragments d'une taille donnée à partir des floculations cassées. Le concept de la géométrie de fractale est employé pour décrire la géométrie des floculations. La taille maximum des floculations a laissé, la taille médiane des particules composantes, et leur densité sont les entrées principales requises pour simuler la formation de floculation. Des distributions équilibrées simulées de floculation-taille ont été comparées aux données de champ observées à différents endroits, et la bonne concordance a été obtenue. L'analyse dimensionnelle s'est appliquée à mesuré et les données simulées ont indiqué que les distributions de floculation-taille sont autosimilaires et peuvent être décrites par la même fonction, indépendamment des conditions de leur formation.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Sédiments (géologie) -- Transport En ligne : ali.khelifa@ec.gc.ca An experimental study of sand deposition from sediment laden water jets / Rajaratnam, N. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 560-566 p.
Titre : An experimental study of sand deposition from sediment laden water jets Titre original : Une étude expérimentale du dépôt de sable sous des jets l'eau chargés de sédiments Type de document : texte imprimé Auteurs : Rajaratnam, N., Auteur ; Mazurek, K. A., Auteur Article en page(s) : 560-566 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Hydraulic deposition Cohesionless sand Sediment deposit Turbulent jets Slurry jets Artificial islands Dépôt hydraulique Sable Gisements de sédiment Turbulent en jet La boue en jet Îles artificielles 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 the results of a laboratory investigation on the formation of sand mounds under circular sediment laden submerged turbulent water jets impinging on a horizontal bed, with the sand volume concentrations in the approximate range of 0.36–1.7%. After a small initial period, an axisymmetric mound was formed centrally under the jet. The profiles of the mounds were found to be approximately similar when plotted in a dimensionless form with the central height of the mound, ∆m and the radial distance, b where the height of the mound was equal to one half the central height, as scales. The normalized profile was described well by the cosine function. The length scale b in terms of a general scale Lgrew with the normalized time, to a power of 0.254. Using this relation and the volume of the sand discharged, a general equation was developed to predict the growth of ∆m with time. The critical value of the parameter developed earlier for erosion by impinging clear water jets does not appear to apply to impinging jets carrying sediment.
Cet article présente les résultats d'une recherche de laboratoire sur la formation des monticules de sable sous le sédiment circulaire l'eau turbulente submergée que chargée en jet l'empiétement sur un lit horizontal, avec les concentrations de volume de sable dans la gamme approximative de 0.36-1.7%. Après une petite période initiale, un monticule axisymmetric a été formé centralement sous le voyager le jet. Les profils des monticules se sont avérés approximativement semblables une fois tracés sous une forme sans dimensions avec la taille centrale du monticule, du ∆m et de la distance radiale, b où la taille du monticule était égale à la motié de la taille centrale, en tant que balances. Le profil normal a été bien décrit par la fonction de cosinus. La balance b de longueur en termes de balance générale L puissance avec du temps normal, à une puissance de 0.254. En utilisant cette relation et le volume du sable déchargé, une équation générale a été développée pour prévoir la croissance du ∆m avec du temps. La valeur critique du paramètre développé plus tôt pour l'érosion par l'empiétement l'eau que claire en jet ne semble pas s'appliquer à l'empiétement d'un jet chargé de sédiment.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Jets d'eau [article] An experimental study of sand deposition from sediment laden water jets = Une étude expérimentale du dépôt de sable sous des jets l'eau chargés de sédiments [texte imprimé] / Rajaratnam, N., Auteur ; Mazurek, K. A., Auteur . - 560-566 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 560-566 p.
Mots-clés : Hydraulic deposition Cohesionless sand Sediment deposit Turbulent jets Slurry jets Artificial islands Dépôt hydraulique Sable Gisements de sédiment Turbulent en jet La boue en jet Îles artificielles 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 the results of a laboratory investigation on the formation of sand mounds under circular sediment laden submerged turbulent water jets impinging on a horizontal bed, with the sand volume concentrations in the approximate range of 0.36–1.7%. After a small initial period, an axisymmetric mound was formed centrally under the jet. The profiles of the mounds were found to be approximately similar when plotted in a dimensionless form with the central height of the mound, ∆m and the radial distance, b where the height of the mound was equal to one half the central height, as scales. The normalized profile was described well by the cosine function. The length scale b in terms of a general scale Lgrew with the normalized time, to a power of 0.254. Using this relation and the volume of the sand discharged, a general equation was developed to predict the growth of ∆m with time. The critical value of the parameter developed earlier for erosion by impinging clear water jets does not appear to apply to impinging jets carrying sediment.
Cet article présente les résultats d'une recherche de laboratoire sur la formation des monticules de sable sous le sédiment circulaire l'eau turbulente submergée que chargée en jet l'empiétement sur un lit horizontal, avec les concentrations de volume de sable dans la gamme approximative de 0.36-1.7%. Après une petite période initiale, un monticule axisymmetric a été formé centralement sous le voyager le jet. Les profils des monticules se sont avérés approximativement semblables une fois tracés sous une forme sans dimensions avec la taille centrale du monticule, du ∆m et de la distance radiale, b où la taille du monticule était égale à la motié de la taille centrale, en tant que balances. Le profil normal a été bien décrit par la fonction de cosinus. La balance b de longueur en termes de balance générale L puissance avec du temps normal, à une puissance de 0.254. En utilisant cette relation et le volume du sable déchargé, une équation générale a été développée pour prévoir la croissance du ∆m avec du temps. La valeur critique du paramètre développé plus tôt pour l'érosion par l'empiétement l'eau que claire en jet ne semble pas s'appliquer à l'empiétement d'un jet chargé de sédiment.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Jets d'eau Hydraulic jump in circular and U-shaped channels / A. Bushra in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°4 (2006)
[article]
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 567-576 p.
Titre : Hydraulic jump in circular and U-shaped channels Titre original : Ressaut hydraulique dans des canaux de section circulaire et en forme de U Type de document : texte imprimé Auteurs : A. Bushra, Auteur ; Noor Afzal, Auteur Article en page(s) : 567-576 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Circular and U-shaped channels Hydraulic jump Invariant relations Reynolds normal stress model Canaux circulaires et en U Ressaut hydraulique Relations invariables Modèle normal d'effort de Reynolds 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 Reynolds equations of mean turbulent flow in a two-dimensional open channel of arbitrary cross-section have been analyzed. An integral equation for the turbulent hydraulic jump is proposed. In the closure model adopted, the depth-averaged effective normal Reynolds stress is taken proportional to the product of constant eddy viscosity and depth-averaged axial velocity gradient, and the constant of proportionality that is independent of channel geometry. The general theory has been applied to the flows in circular and U-shaped channels. The solutions for sequent depth, hydraulic jump length, roller length and aeration length have been estimated. The comparison of the theory with experimental data of Hager and Stahl for circular and U-shaped channels give very encouraging results.
Les équations de Reynolds de l'écoulement turbulent moyen dans un canal ouvert bidimensionnel de section transversale arbitraire ont été analysées. On propose une équation intégrale pour le ressaut hydraulique turbulent. Dans le modèle de fermeture adopté, l'effort normal efficace profondeur fait la moyenne de Reynolds est pris proportionnel au produit de la viscosité constante de remous et profondeur fait la moyenne le gradient axial de vitesse, et la constante de la proportionnalité qui est indépendant de la géométrie de canal. La théorie générale a été appliquée aux écoulements dans des canaux circulaires et en U. Les solutions pour la profondeur sequent, la longueur hydraulique de ressaut, la longueur de rouleau et la longueur d'aération ont été estimées. La comparaison de la théorie avec des données expérimentales de Hager et Stahl pour les canaux circulaires et en U donnent des résultats très encourageants.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ressaut hydraulique En ligne : afzala@uwindsor.ca [article] Hydraulic jump in circular and U-shaped channels = Ressaut hydraulique dans des canaux de section circulaire et en forme de U [texte imprimé] / A. Bushra, Auteur ; Noor Afzal, Auteur . - 567-576 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°4 (2006) . - 567-576 p.
Mots-clés : Circular and U-shaped channels Hydraulic jump Invariant relations Reynolds normal stress model Canaux circulaires et en U Ressaut hydraulique Relations invariables Modèle normal d'effort de Reynolds 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 Reynolds equations of mean turbulent flow in a two-dimensional open channel of arbitrary cross-section have been analyzed. An integral equation for the turbulent hydraulic jump is proposed. In the closure model adopted, the depth-averaged effective normal Reynolds stress is taken proportional to the product of constant eddy viscosity and depth-averaged axial velocity gradient, and the constant of proportionality that is independent of channel geometry. The general theory has been applied to the flows in circular and U-shaped channels. The solutions for sequent depth, hydraulic jump length, roller length and aeration length have been estimated. The comparison of the theory with experimental data of Hager and Stahl for circular and U-shaped channels give very encouraging results.
Les équations de Reynolds de l'écoulement turbulent moyen dans un canal ouvert bidimensionnel de section transversale arbitraire ont été analysées. On propose une équation intégrale pour le ressaut hydraulique turbulent. Dans le modèle de fermeture adopté, l'effort normal efficace profondeur fait la moyenne de Reynolds est pris proportionnel au produit de la viscosité constante de remous et profondeur fait la moyenne le gradient axial de vitesse, et la constante de la proportionnalité qui est indépendant de la géométrie de canal. La théorie générale a été appliquée aux écoulements dans des canaux circulaires et en U. Les solutions pour la profondeur sequent, la longueur hydraulique de ressaut, la longueur de rouleau et la longueur d'aération ont été estimées. La comparaison de la théorie avec des données expérimentales de Hager et Stahl pour les canaux circulaires et en U donnent des résultats très encourageants.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ressaut hydraulique En ligne : afzala@uwindsor.ca
Exemplaires
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