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Analytical treatment of source terms for complex channel geometry / Leonardo Schippa in Journal of hydraulic research, Vol. 46 N°6 (2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 753-763 Titre : Analytical treatment of source terms for complex channel geometry Titre original : Traitement analytique des termes source pour des géométries complexes de rivières Type de document : texte imprimé Auteurs : Leonardo Schippa, Auteur ; Sara Pavan, Auteur Article en page(s) : pp. 753-763 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : CFD  Complex  geometry  Natural  rivers  Numerical  model  Open  channel  flow  Source  terms 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 : Starting from the classical conservative form of the shallow water equations, the source term of the momentum balance equation was modified to increase computational stability. This was achieved by replacing the term representing the local bed slope by an alternative expression of the pressure effect due to cross-section irregularities in non-prismatic channels. The resulting mathematical model turns out to be particularly suitable for complex channel and natural river geometries, and also improves the computational stability for complicated flow conditions. The explicit finite difference MacCormack scheme was adopted for numerical implementation. The model was thoroughly tested using a set of numerical test cases involving various channel geometries and a wide range of flow conditions. The same simulations were compared also with the classical model and with other schemes. Finally, a real flood event on the Italian river Reno was simulated, to confirm the model suitability for natural channels. À partir de la forme conservative classique des équations en eau peu profondes, le terme source de l'équation d'équilibre des quantités de mouvement a été modifié pour augmenter la stabilité informatique. Ceci a été réalisé en remplaçant le terme représentant la pente locale de lit par une expression différente de l'effet de pression dû aux irrégularités en coupe dans des canaux non-prismatiques. Le modèle mathématique résultant s'avère être particulièrement approprié aux canaux complexes et aux géométries naturelles des fleuves, et améliore également la stabilité informatique pour des régimes compliqués d'écoulement. Le schéma explicite de MacCormack en différences finies a été adopté pour le calcul numérique. Le modèle numérique a été complètement testé en utilisant un ensemble de cas impliquant diverses géométries de canal et un éventail de régimes d'écoulement. Les mêmes simulations ont été également comparées au modèle classique et à d'autres schémas. En conclusion, une inondation réelle sur le fleuve italien Reno a été simulée, pour confirmer l'adéquation du modèle aux rivières naturelles. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Analytical treatment of source terms for complex channel geometry = Traitement analytique des termes source pour des géométries complexes de rivières [texte imprimé] / Leonardo Schippa, Auteur ; Sara Pavan, Auteur . - pp. 753-763. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 46 N°6 (2008) . - pp. 753-763 Mots-clés : CFD  Complex  geometry  Natural  rivers  Numerical  model  Open  channel  flow  Source  terms 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 : Starting from the classical conservative form of the shallow water equations, the source term of the momentum balance equation was modified to increase computational stability. This was achieved by replacing the term representing the local bed slope by an alternative expression of the pressure effect due to cross-section irregularities in non-prismatic channels. The resulting mathematical model turns out to be particularly suitable for complex channel and natural river geometries, and also improves the computational stability for complicated flow conditions. The explicit finite difference MacCormack scheme was adopted for numerical implementation. The model was thoroughly tested using a set of numerical test cases involving various channel geometries and a wide range of flow conditions. The same simulations were compared also with the classical model and with other schemes. Finally, a real flood event on the Italian river Reno was simulated, to confirm the model suitability for natural channels. À partir de la forme conservative classique des équations en eau peu profondes, le terme source de l'équation d'équilibre des quantités de mouvement a été modifié pour augmenter la stabilité informatique. Ceci a été réalisé en remplaçant le terme représentant la pente locale de lit par une expression différente de l'effet de pression dû aux irrégularités en coupe dans des canaux non-prismatiques. Le modèle mathématique résultant s'avère être particulièrement approprié aux canaux complexes et aux géométries naturelles des fleuves, et améliore également la stabilité informatique pour des régimes compliqués d'écoulement. Le schéma explicite de MacCormack en différences finies a été adopté pour le calcul numérique. Le modèle numérique a été complètement testé en utilisant un ensemble de cas impliquant diverses géométries de canal et un éventail de régimes d'écoulement. Les mêmes simulations ont été également comparées au modèle classique et à d'autres schémas. En conclusion, une inondation réelle sur le fleuve italien Reno a été simulée, pour confirmer l'adéquation du modèle aux rivières naturelles. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com