Two-dimensional mixing of pollutants in streams with transverse line source / Sarbjit Singh in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N°1 (2009)  

Public ISBD [article]  inJournal of hydraulic research > Vol. 47 N°1 (2009) . - pp. 90-99 Titre : Two-dimensional mixing of pollutants in streams with transverse line source Titre original : Mélange 2D des polluants injectés en ligne transversale dans les courants Type de document : texte imprimé Auteurs : Sarbjit Singh, Auteur ; Zulfequar Ahmad, Auteur ; Umesh C. Kothyari, Auteur Article en page(s) : pp. 90-99 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Advection Alternate-direction implicit scheme Diffusion Line-slug source Mixing Open channels 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 numerical scheme based on the split-operator approach was developed for the solution of two-dimensional mixing equation with a transverse line-slug source in open channels. An exact solution of the advection equation was developed by adopting the Courant number equal to unity for the computational nodes lying on the flow surface. For the other computational nodes, the cubic spline interpolation scheme was utilized. The computation of the diffusion rate involved the alternate-direction implicit method. The scheme was illustrated by hypothesizing the transverse line injection of tracer at the flow surface, at mid-depth and at the channel bed; it was found that the numerical model is mass conservative. The scheme was validated by comparing its results with Fischer’s analytical solution for one-dimensional mixing, the analytical solution by Lipsett and Beltaos for a continuous injection of pollutant as a steady transverse line source, and the laboratory data for slug injection. Un schéma numérique basé sur une approche de fractionnement des opérateurs a été développé pour résoudre l'équation bidimensionnelle de mélange à partir d'une source transversale dans des canaux ouverts. Une solution exacte de l'équation d'advection a été développée en adoptant un nombre de Courant égal à l'unité pour les noeuds du maillage de calcul se trouvant sur la surface de l'écoulement. Pour les autres noeuds, on a utilisé le schéma d'interpolation par fonction spline cubique. Le calcul du taux de diffusion a été réalisé avec la méthode implicite des directions alternées. Pour illustrer le modèle, on a adopté trois positions de la ligne transversale d'injection du traceur: en surface de l'écoulement, à mi-profondeur, et en fond de canal; on peut constater que le modèle numérique est conservatif en masse. Une validation a été réalisée en comparant les résultats du modèle à la solution analytique de Fischer pour le mélange unidimensionnel, à la solution analytique de Lipsett et Beltaos pour une injection continue de polluant par une ligne source transversale permanente, et aux données de laboratoire pour une injection en ligne. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Two-dimensional mixing of pollutants in streams with transverse line source = Mélange 2D des polluants injectés en ligne transversale dans les courants [texte imprimé] / Sarbjit Singh, Auteur ; Zulfequar Ahmad, Auteur ; Umesh C. Kothyari, Auteur . - pp. 90-99. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N°1 (2009) . - pp. 90-99 Mots-clés : Advection Alternate-direction implicit scheme Diffusion Line-slug source Mixing Open channels 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 numerical scheme based on the split-operator approach was developed for the solution of two-dimensional mixing equation with a transverse line-slug source in open channels. An exact solution of the advection equation was developed by adopting the Courant number equal to unity for the computational nodes lying on the flow surface. For the other computational nodes, the cubic spline interpolation scheme was utilized. The computation of the diffusion rate involved the alternate-direction implicit method. The scheme was illustrated by hypothesizing the transverse line injection of tracer at the flow surface, at mid-depth and at the channel bed; it was found that the numerical model is mass conservative. The scheme was validated by comparing its results with Fischer’s analytical solution for one-dimensional mixing, the analytical solution by Lipsett and Beltaos for a continuous injection of pollutant as a steady transverse line source, and the laboratory data for slug injection. Un schéma numérique basé sur une approche de fractionnement des opérateurs a été développé pour résoudre l'équation bidimensionnelle de mélange à partir d'une source transversale dans des canaux ouverts. Une solution exacte de l'équation d'advection a été développée en adoptant un nombre de Courant égal à l'unité pour les noeuds du maillage de calcul se trouvant sur la surface de l'écoulement. Pour les autres noeuds, on a utilisé le schéma d'interpolation par fonction spline cubique. Le calcul du taux de diffusion a été réalisé avec la méthode implicite des directions alternées. Pour illustrer le modèle, on a adopté trois positions de la ligne transversale d'injection du traceur: en surface de l'écoulement, à mi-profondeur, et en fond de canal; on peut constater que le modèle numérique est conservatif en masse. Une validation a été réalisée en comparant les résultats du modèle à la solution analytique de Fischer pour le mélange unidimensionnel, à la solution analytique de Lipsett et Beltaos pour une injection continue de polluant par une ligne source transversale permanente, et aux données de laboratoire pour une injection en ligne. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com

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