[article]
| Titre : |
Numerical computation of the flow in hydraulic jump stilling basins |
| Titre original : |
Calcul numérique du ressaut hydraulique en bassin de tranquillisation |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
R. F. Carvalho, Auteur ; C. M. Lemos, Auteur ; C. M. Ramos, Auteur |
| Article en page(s) : |
pp. 739-752 |
| Note générale : |
Hydraulique |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Mots-clés : |
Favor Free surface Hydraulic jump Numerical mode RNG K-£ Stilling basin VOF |
| 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 formation of a hydraulic jump in a stilling basin downstream of a spillway with Froude number Fr = 6 and developed upstream flow was investigated using a physical and a numerical model. The numerical model is based on the 2D Reynolds-averaged Navier–Stokes equations, where the free surface is represented using a refined Volume-Of-Fluid (VOF) algorithm, the internal obstacles are described by means of the Fractional Area–Volume Obstacle Representation (FAVOR) method and the turbulence dynamics are represented using a specially developed RNG k–ε closure model. Additional features of the code that are vital for its practical application include an automatic time step control, high–order schemes for advection and a variety of boundary conditions for the dependent variables on the free surface and adjacent to the internal obstacles.With this model, the hydraulic jump characteristics were analysed in two stages. First the turbulence model was not used, to describe the initial stages of jump formation and obtain suitable initial and boundary conditions. Then the full model was used to compute the time history of the dependent variables at selected locations and sections. The computed velocity, pressure values were compared with laboratory measurements and formulae available in the literature. The agreement between the numerical results and laboratory measurements was satisfactory.
La formation d'un ressaut hydraulique dans un bassin de tranquillisation à l'aval d'un déversoir, avec un nombre de Froude Fr = 6, et qui se développe en amont de l'écoulement, a été étudié en utilisant un modèle physique et un modèle numérique. Le modèle numérique est basé sur les équations 2D de Navier-Stokes en moyenne de Reynolds; la surface libre est représentée en utilisant un algorithme de raffinement en volumes finis (VOF), les obstacles internes sont décrits au moyen de la méthode de représentation d'obstacle par surface ou volume partiels (FAVOR), et la dynamique de turbulence est prise en compte par un modèle de fermeture RNG k-e développé spécialement. Les dispositifs additionnels du code, qui sont essentiels pour son application pratique, comprennent: un contrôle automatique du pas de temps, des schémas d'ordre élevé pour la convection et une variété de conditions aux limites pour les variables dépendantes sur la surface libre et le long des obstacles internes. Avec ce modèle, les caractéristiques du ressaut hydraulique ont été analysées en deux étapes. D'abord la turbulence n'est pas prise en compte. Puis l'évolution des solutions numériques a été contrôlée en calculant l'évolution en temps des variables dépendantes en plusieurs points ou sections. Les valeurs calculées de vitesse et de pression ont été comparées aux mesures de laboratoire et aux formules disponibles dans la littérature. L'accord entre les résultats numériques et les mesures de laboratoire était satisfaisant.
|
| DEWEY : |
627 |
| ISSN : |
0022-1686 |
| En ligne : |
http://www.journalhydraulicresearch.com |
in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 739-752
[article] Numerical computation of the flow in hydraulic jump stilling basins = Calcul numérique du ressaut hydraulique en bassin de tranquillisation [texte imprimé] / R. F. Carvalho, Auteur ; C. M. Lemos, Auteur ; C. M. Ramos, Auteur . - pp. 739-752. Hydraulique Langues : Anglais ( eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 739-752
| Mots-clés : |
Favor Free surface Hydraulic jump Numerical mode RNG K-£ Stilling basin VOF |
| 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 formation of a hydraulic jump in a stilling basin downstream of a spillway with Froude number Fr = 6 and developed upstream flow was investigated using a physical and a numerical model. The numerical model is based on the 2D Reynolds-averaged Navier–Stokes equations, where the free surface is represented using a refined Volume-Of-Fluid (VOF) algorithm, the internal obstacles are described by means of the Fractional Area–Volume Obstacle Representation (FAVOR) method and the turbulence dynamics are represented using a specially developed RNG k–ε closure model. Additional features of the code that are vital for its practical application include an automatic time step control, high–order schemes for advection and a variety of boundary conditions for the dependent variables on the free surface and adjacent to the internal obstacles.With this model, the hydraulic jump characteristics were analysed in two stages. First the turbulence model was not used, to describe the initial stages of jump formation and obtain suitable initial and boundary conditions. Then the full model was used to compute the time history of the dependent variables at selected locations and sections. The computed velocity, pressure values were compared with laboratory measurements and formulae available in the literature. The agreement between the numerical results and laboratory measurements was satisfactory.
La formation d'un ressaut hydraulique dans un bassin de tranquillisation à l'aval d'un déversoir, avec un nombre de Froude Fr = 6, et qui se développe en amont de l'écoulement, a été étudié en utilisant un modèle physique et un modèle numérique. Le modèle numérique est basé sur les équations 2D de Navier-Stokes en moyenne de Reynolds; la surface libre est représentée en utilisant un algorithme de raffinement en volumes finis (VOF), les obstacles internes sont décrits au moyen de la méthode de représentation d'obstacle par surface ou volume partiels (FAVOR), et la dynamique de turbulence est prise en compte par un modèle de fermeture RNG k-e développé spécialement. Les dispositifs additionnels du code, qui sont essentiels pour son application pratique, comprennent: un contrôle automatique du pas de temps, des schémas d'ordre élevé pour la convection et une variété de conditions aux limites pour les variables dépendantes sur la surface libre et le long des obstacles internes. Avec ce modèle, les caractéristiques du ressaut hydraulique ont été analysées en deux étapes. D'abord la turbulence n'est pas prise en compte. Puis l'évolution des solutions numériques a été contrôlée en calculant l'évolution en temps des variables dépendantes en plusieurs points ou sections. Les valeurs calculées de vitesse et de pression ont été comparées aux mesures de laboratoire et aux formules disponibles dans la littérature. L'accord entre les résultats numériques et les mesures de laboratoire était satisfaisant.
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| DEWEY : |
627 |
| ISSN : |
0022-1686 |
| En ligne : |
http://www.journalhydraulicresearch.com |
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