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Auteur Oscar Castro-Orgaz
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Affiner la rechercheClassical hydraulic jump: Basic flow features / Oscar Castro-Orgaz in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 6 (2009)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 744-754
Titre : Classical hydraulic jump: Basic flow features Titre original : Ressaut hydraulique classique: caractéristiques de base de l'écoulement Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur Article en page(s) : pp. 744-754 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Critical flow Hydraulic jump Hydraulics Open channel flow Roller Transitional flow 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 dynamics of free surface flow is characterised by the so-called Froude number F, whose value F = 1 separates subcritical (F < 1) and supercritical (F > 1) flows. The transition from F < 1 to F > 1 is smooth and continuous, as observed in weir flow. However, the reverse transition from F > 1 to F < 1 is abrupt and discontinuous. In the present research the simplest approximation is proposed to describe hydraulic jump flow. The 2D flow features of the classical hydraulic jump are properly described and favorably compared with experimental data. Based on one-dimensional results, the hydraulic jump flow is rationally related to the critical flow condition and it is proved that the specific energy of the main flow reaches a minimum value at F = 1, whereas the total energy head decreases due to energy dissipation. Further results relate to the effects of air, and the non-uniform pressure and velocity distributions.
La dynamique des écoulements à surface libre est caractérisée par le dénommé nombre Froude F, dont la valeur F = 1 sépare le régime subcritique (F < 1) et supercritique (F > 1). La transition de F < 1 à F > 1 est lisse et continue, comme on l'observe dans les écoulements sur déversoir. Par contre, la transition inverse de F > 1 à F < 1 est brusque et discontinue. Dans la présente recherche l'approximation la plus simple est proposée pour décrire le ressaut hydraulique. Les caractéristiques de l'écoulement 2D du ressaut hydraulique classique sont correctement décrites et comparées avec succès aux données expérimentales. Basé sur les résultats unidimensionnels, le ressaut hydraulique est rationnellement lié à la condition d'écoulement critique et il est prouvé que l'énergie spécifique de l'écoulement principal atteint une valeur minimale à F = 1, tandis que la charge totale diminue à cause de la dissipation d'énergie. D'autres résultats concernent les effets de l'air, la pression non uniforme et les distributions de vitesse.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Classical hydraulic jump: Basic flow features = Ressaut hydraulique classique: caractéristiques de base de l'écoulement [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur . - pp. 744-754.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 744-754
Mots-clés : Critical flow Hydraulic jump Hydraulics Open channel flow Roller Transitional flow 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 dynamics of free surface flow is characterised by the so-called Froude number F, whose value F = 1 separates subcritical (F < 1) and supercritical (F > 1) flows. The transition from F < 1 to F > 1 is smooth and continuous, as observed in weir flow. However, the reverse transition from F > 1 to F < 1 is abrupt and discontinuous. In the present research the simplest approximation is proposed to describe hydraulic jump flow. The 2D flow features of the classical hydraulic jump are properly described and favorably compared with experimental data. Based on one-dimensional results, the hydraulic jump flow is rationally related to the critical flow condition and it is proved that the specific energy of the main flow reaches a minimum value at F = 1, whereas the total energy head decreases due to energy dissipation. Further results relate to the effects of air, and the non-uniform pressure and velocity distributions.
La dynamique des écoulements à surface libre est caractérisée par le dénommé nombre Froude F, dont la valeur F = 1 sépare le régime subcritique (F < 1) et supercritique (F > 1). La transition de F < 1 à F > 1 est lisse et continue, comme on l'observe dans les écoulements sur déversoir. Par contre, la transition inverse de F > 1 à F < 1 est brusque et discontinue. Dans la présente recherche l'approximation la plus simple est proposée pour décrire le ressaut hydraulique. Les caractéristiques de l'écoulement 2D du ressaut hydraulique classique sont correctement décrites et comparées avec succès aux données expérimentales. Basé sur les résultats unidimensionnels, le ressaut hydraulique est rationnellement lié à la condition d'écoulement critique et il est prouvé que l'énergie spécifique de l'écoulement principal atteint une valeur minimale à F = 1, tandis que la charge totale diminue à cause de la dissipation d'énergie. D'autres résultats concernent les effets de l'air, la pression non uniforme et les distributions de vitesse.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 574-584
Titre : Curved-streamline transitional flow from mild to steep slopes Titre original : Ecoulement transitoire curviligne entre une pente douce et une pente raide Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur Article en page(s) : pp. 574-584 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Curvilinear flow One-dimensional flow Open channel Spillway flow Weirs 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 : Flows from mild to steep slopes are relevant in hydraulic engineering relating to chute spillways and slope changes in irrigation networks. These flows are associated with transitional flow from sub- to supercritical conditions, smooth curvilinear-streamline feature involving a continuous free surface profile, and a rapid variation of the bottom pressure profile. Herein, the transition from a horizontal to a steeply sloping rectangular channel reach is investigated to analyze the application range of the Bousssinesq-type equation. Slope breaks with a rounded transition from the brink section to the tailwater channel are considered and compared with the potential flow solution based on the Laplace equation. The Boussinesq-type equation is further compared with test data for a steep downstream slope to investigate the strong curvilinear gravity effect. A singular point analysis is also compared with the Boussinesq approach. The generalized momentum equation for curvilinear flows is developed and compared with the results pertaining to the energy concept.
Les écoulements passant de pente douce à forte se rencontrent en hydraulique des déversoirs et des réseaux d'irrigation. Ces écoulements font la transition entre un régime fluvial et torrentiel, le caractère curviligne lisse impliquant une surface libre continue, et une variation rapide du profil de pression de fond. On étudie ici, la transition entre un canal rectangulaire horizontal et une pente forte pour analyser le champ d'application d'une équation de type Bousssinesq. Des ruptures de pente avec une transition arrondie entre la section de bord et le canal d'évacuation sont considérées et comparées à la solution de l'écoulement potentiel basée sur l'équation de Laplace. L'équation de type Boussinesq est aussi comparée à des essais en pente raide pour étudier l'effet de la pesanteur en forte courbure. Une analyse de point singulier est également comparée à l'approche de Boussinesq. L'équation généralisée des quantités de mouvement pour les écoulements curvilignes est développée et comparée aux résultats relatifs au concept d'énergie.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Curved-streamline transitional flow from mild to steep slopes = Ecoulement transitoire curviligne entre une pente douce et une pente raide [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Willi H. Hager, Auteur . - pp. 574-584.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 574-584
Mots-clés : Curvilinear flow One-dimensional flow Open channel Spillway flow Weirs 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 : Flows from mild to steep slopes are relevant in hydraulic engineering relating to chute spillways and slope changes in irrigation networks. These flows are associated with transitional flow from sub- to supercritical conditions, smooth curvilinear-streamline feature involving a continuous free surface profile, and a rapid variation of the bottom pressure profile. Herein, the transition from a horizontal to a steeply sloping rectangular channel reach is investigated to analyze the application range of the Bousssinesq-type equation. Slope breaks with a rounded transition from the brink section to the tailwater channel are considered and compared with the potential flow solution based on the Laplace equation. The Boussinesq-type equation is further compared with test data for a steep downstream slope to investigate the strong curvilinear gravity effect. A singular point analysis is also compared with the Boussinesq approach. The generalized momentum equation for curvilinear flows is developed and compared with the results pertaining to the energy concept.
Les écoulements passant de pente douce à forte se rencontrent en hydraulique des déversoirs et des réseaux d'irrigation. Ces écoulements font la transition entre un régime fluvial et torrentiel, le caractère curviligne lisse impliquant une surface libre continue, et une variation rapide du profil de pression de fond. On étudie ici, la transition entre un canal rectangulaire horizontal et une pente forte pour analyser le champ d'application d'une équation de type Bousssinesq. Des ruptures de pente avec une transition arrondie entre la section de bord et le canal d'évacuation sont considérées et comparées à la solution de l'écoulement potentiel basée sur l'équation de Laplace. L'équation de type Boussinesq est aussi comparée à des essais en pente raide pour étudier l'effet de la pesanteur en forte courbure. Une analyse de point singulier est également comparée à l'approche de Boussinesq. L'équation généralisée des quantités de mouvement pour les écoulements curvilignes est développée et comparée aux résultats relatifs au concept d'énergie.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 543-547
Titre : Curvilinear flow over round-crested weirs Titre original : Ecoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur Article en page(s) : pp. 543-547 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Critical flow One-dimensional flow Open channels Spillways Weirs 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 : Curvilinear flow over round-crested weirs is a problem of both theoretical and practical significance because of its presence in overflow structures used in dam engineering, and its connection to the critical flow principle of hydraulics. The Jaeger theory is generalized, assuming a linear law for the radius of curvature of the streamlines along a normal. A potential flow equation is developed and compared with experimental data concerning spillways operating at high heads. In addition, a new parameter governing the flow features is presented. A reasonable agreement is found between the computed and measured discharge coefficients, the critical flow depth, the bottom pressure over the spillway profiles and the velocity and pressure distributions. The proposed curved streamline flow model reproduces reasonably well the flow features of spillway flow up to an operating head twice the design head.
L'écoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie est un problème à la fois théorique et pratique en raison de sa présence dans les structures de débordement utilisées en technologie des barrages, et de sa relation au principe de l'écoulement critique en hydraulique. La théorie de Jaeger est généralisée, en adoptant une loi linéaire pour le rayon de courbure des lignes profilées le long d'une normale. Une équation d'écoulement potentiel est développée et comparée aux données expérimentales concernant les déversoirs fonctionnant en hautes chutes. En outre, un nouveau paramètre régissant les dispositifs d'écoulement est présenté. Un accord raisonnable est trouvé entre les coefficients de débit calculés et mesurés, le tirant d'eau critique, la pression sur les profils de déversoir et les distributions de vitesse et de pression. Le modèle proposé à lignes de courant curvilignes reproduit assez bien les caractéristiques de l'écoulement de déversoir jusqu'à une hauteur de chute de deux fois la hauteur de conception.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Curvilinear flow over round-crested weirs = Ecoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur . - pp. 543-547.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 n°4 (2008) . - pp. 543-547
Mots-clés : Critical flow One-dimensional flow Open channels Spillways Weirs 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 : Curvilinear flow over round-crested weirs is a problem of both theoretical and practical significance because of its presence in overflow structures used in dam engineering, and its connection to the critical flow principle of hydraulics. The Jaeger theory is generalized, assuming a linear law for the radius of curvature of the streamlines along a normal. A potential flow equation is developed and compared with experimental data concerning spillways operating at high heads. In addition, a new parameter governing the flow features is presented. A reasonable agreement is found between the computed and measured discharge coefficients, the critical flow depth, the bottom pressure over the spillway profiles and the velocity and pressure distributions. The proposed curved streamline flow model reproduces reasonably well the flow features of spillway flow up to an operating head twice the design head.
L'écoulement curviligne sur les déversoirs à crête arrondie est un problème à la fois théorique et pratique en raison de sa présence dans les structures de débordement utilisées en technologie des barrages, et de sa relation au principe de l'écoulement critique en hydraulique. La théorie de Jaeger est généralisée, en adoptant une loi linéaire pour le rayon de courbure des lignes profilées le long d'une normale. Une équation d'écoulement potentiel est développée et comparée aux données expérimentales concernant les déversoirs fonctionnant en hautes chutes. En outre, un nouveau paramètre régissant les dispositifs d'écoulement est présenté. Un accord raisonnable est trouvé entre les coefficients de débit calculés et mesurés, le tirant d'eau critique, la pression sur les profils de déversoir et les distributions de vitesse et de pression. Le modèle proposé à lignes de courant curvilignes reproduit assez bien les caractéristiques de l'écoulement de déversoir jusqu'à une hauteur de chute de deux fois la hauteur de conception.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 844-848
Titre : Energy and momentum under critical flow conditions Titre original : Energie et quantité de mouvement dans des conditions d'écoulement critique Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Juan Vicente Giraldez, Auteur ; Jose Luis Ayuso, Auteur Article en page(s) : pp. 844-848 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Gradually varied flow Hydraulics One dimensional flow Open channels Spillways 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 definitions of the critical flow condition in open channel hydraulics, based on the momentum and the energy equations, differ from each other if non-hydrostatic pressure and non-uniform velocity distributions are considered. The concept of minimum energy and minimum momentum yields two distinct critical flow conditions, both in terms of their magnitude and their position. Consequently, for a given discharge, there are two singular points in the water surface profile, derived from the momentum and the energy principles, respectively. Extended momentum and energy equations for non-uniform velocity and non-hydrostatic pressure distributions are presented and the critical flow condition is generalized in relation to those conservation laws.
Les définitions des conditions critiques d'écoulement en hydraulique à surface libre, basées sur les quantités de mouvement et les équations d'énergie, diffèrent si l'on considère la pression non-hydrostatique et des distributions non-uniformes de vitesses. Les concepts de minimum d'énergie et de quantités de mouvement conduisent à deux régimes d'écoulement critiques distincts, aussi bien en grandeur qu'en position. En conséquence, pour un débit donné, on trouve, respectivement, deux points singuliers dans le profil de la surface de l'eau, dérivés des quantités de mouvement et des principes d'énergie. On présente ici des équations de quantités de mouvement et d'énergie, étendues à des distributions de vitesses non-uniformes et de pression non-hydrostatiques, et les conditions critiques d'écoulement sont généralisées par rapport à ces lois de conservation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Energy and momentum under critical flow conditions = Energie et quantité de mouvement dans des conditions d'écoulement critique [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Juan Vicente Giraldez, Auteur ; Jose Luis Ayuso, Auteur . - pp. 844-848.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 844-848
Mots-clés : Gradually varied flow Hydraulics One dimensional flow Open channels Spillways 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 definitions of the critical flow condition in open channel hydraulics, based on the momentum and the energy equations, differ from each other if non-hydrostatic pressure and non-uniform velocity distributions are considered. The concept of minimum energy and minimum momentum yields two distinct critical flow conditions, both in terms of their magnitude and their position. Consequently, for a given discharge, there are two singular points in the water surface profile, derived from the momentum and the energy principles, respectively. Extended momentum and energy equations for non-uniform velocity and non-hydrostatic pressure distributions are presented and the critical flow condition is generalized in relation to those conservation laws.
Les définitions des conditions critiques d'écoulement en hydraulique à surface libre, basées sur les quantités de mouvement et les équations d'énergie, diffèrent si l'on considère la pression non-hydrostatique et des distributions non-uniformes de vitesses. Les concepts de minimum d'énergie et de quantités de mouvement conduisent à deux régimes d'écoulement critiques distincts, aussi bien en grandeur qu'en position. En conséquence, pour un débit donné, on trouve, respectivement, deux points singuliers dans le profil de la surface de l'eau, dérivés des quantités de mouvement et des principes d'énergie. On présente ici des équations de quantités de mouvement et d'énergie, étendues à des distributions de vitesses non-uniformes et de pression non-hydrostatiques, et les conditions critiques d'écoulement sont généralisées par rapport à ces lois de conservation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 849-853
Titre : Higher order critical flow condition in curved streamline flow Titre original : Condition d'ordre élevé pour l'écoulement critique dans un courant incurvé Type de document : texte imprimé Auteurs : Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Juan Vicente Giraldez, Auteur ; Jose Luis Ayuso, Auteur Article en page(s) : pp. 849-853 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Critical flow One dimensional flow Open channels Spillways Weirs 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 new extended Bernoulli energy equation, which is valid for moderately curved channel flows, is presented. From this generalized energy equation, a higher order critical flow condition valid for curved streamline flow was developed. As a practical application, the flow over a circular-crested weir was studied. The proposed new critical flow theory improves the results of a previous lower order theory up to a dimensionless specific energy of 2, thus obtaining accurate results in situations in which the velocity is non-uniform, the pressure non-hydrostatic, and the conventional critical flow theory not valid.
On présente une nouvelle équation étendue d'énergie de Bernoulli, qui est valide pour des écoulements modérément incurvés en canal. À partir de cette équation généralisée d'énergie, une condition d'ordre supérieur pour l'écoulement critique, valide pour un courant incurvé, a été développée. Comme application pratique, on a étudié l'écoulement sur un déversoir à crête circulaire. La nouvelle théorie d'écoulement critique proposée améliore les résultats d'une théorie précédente d'ordre inférieur jusqu'à une énergie spécifique sans dimensions de 2, fournissant de ce fait des résultats précis pour les situations dans lesquelles la vitesse est non-uniforme, la pression est non-hydrostatique, et la théorie conventionnelle de l'écoulement critique est invalide.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Higher order critical flow condition in curved streamline flow = Condition d'ordre élevé pour l'écoulement critique dans un courant incurvé [texte imprimé] / Oscar Castro-Orgaz, Auteur ; Juan Vicente Giraldez, Auteur ; Jose Luis Ayuso, Auteur . - pp. 849-853.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 849-853
Mots-clés : Critical flow One dimensional flow Open channels Spillways Weirs 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 new extended Bernoulli energy equation, which is valid for moderately curved channel flows, is presented. From this generalized energy equation, a higher order critical flow condition valid for curved streamline flow was developed. As a practical application, the flow over a circular-crested weir was studied. The proposed new critical flow theory improves the results of a previous lower order theory up to a dimensionless specific energy of 2, thus obtaining accurate results in situations in which the velocity is non-uniform, the pressure non-hydrostatic, and the conventional critical flow theory not valid.
On présente une nouvelle équation étendue d'énergie de Bernoulli, qui est valide pour des écoulements modérément incurvés en canal. À partir de cette équation généralisée d'énergie, une condition d'ordre supérieur pour l'écoulement critique, valide pour un courant incurvé, a été développée. Comme application pratique, on a étudié l'écoulement sur un déversoir à crête circulaire. La nouvelle théorie d'écoulement critique proposée améliore les résultats d'une théorie précédente d'ordre inférieur jusqu'à une énergie spécifique sans dimensions de 2, fournissant de ce fait des résultats précis pour les situations dans lesquelles la vitesse est non-uniforme, la pression est non-hydrostatique, et la théorie conventionnelle de l'écoulement critique est invalide.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
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