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Auteur Umesh C. Kothyari
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Affiner la rechercheDrag coefficient of unsubmerged rigid vegetation stems in open channel flows / Umesh C. Kothyari in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 6 (2009)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 691-699
Titre : Drag coefficient of unsubmerged rigid vegetation stems in open channel flows Titre original : Coefficient de traînée d'une végétation de tiges rides non submergées en canal ouvert Type de document : texte imprimé Auteurs : Umesh C. Kothyari, Auteur ; Kenjirou Hayashi, Auteur ; Haruyuki Hashimoto, Auteur Article en page(s) : pp. 691-699 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bed particle resistance Channel flow Drag coefficient Drag force Load cell Stem resistance Vegetation 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 : Results of an experimental study on the drag force measurement involving a single stem kept in a channel flow stem array are presented. The data collected herein and those from literature indicate that the stem drag coefficient logarithmically increases with the areal stem density. The stem Reynolds number is noticed to have only a small effect on the stem drag coefficient which was however found to depend on the stem staggering pattern. The drag coefficient is less influenced by the Froude number in subcritical flows but it decreases with the Froude number in supercritical flows. New relationships are proposed for the stem drag coefficient which appears useful in partitioning the total flow resistance of vegetated bed streams into the stem and the bed particle resistances. The bed particle resistance applies to sediment transport through such vegetated flows for which the average flow velocity is available.
On présente les résultats d'une étude expérimentale sur la mesure de la force de traînée impliquant une tige unique prise dans un réseau de tiges en canal. Les données recueillies dans le présent document et celles de la littérature indiquent que le coefficient de traînée croît de façon logarithmique avec la densité surfacique de tige. On note que le nombre de Reynolds de la tige n'a que peu d'influence sur son coefficient de traînée; celui-ci dépend par contre de la disposition décalée des tiges. Le coefficient de traînée est moins influencé par le nombre de Froude dans les écoulements en régime fluvial, mais il décroît avec le nombre de Froude dans les écoulements torrentiels. De nouvelles relations sont proposées pour le coefficient de traînée de tige; elles se révèlent utiles, dans le partitionnement de la résistance à l'écoulement des lits avec végétation, entre les résistances dues respectivement aux tiges et aux particules de lit. La résistance des particules de lit s'applique au transport de sédiments à travers ces écoulements avec végétation pour lesquels la vitesse moyenne est disponible.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Drag coefficient of unsubmerged rigid vegetation stems in open channel flows = Coefficient de traînée d'une végétation de tiges rides non submergées en canal ouvert [texte imprimé] / Umesh C. Kothyari, Auteur ; Kenjirou Hayashi, Auteur ; Haruyuki Hashimoto, Auteur . - pp. 691-699.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 691-699
Mots-clés : Bed particle resistance Channel flow Drag coefficient Drag force Load cell Stem resistance Vegetation 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 : Results of an experimental study on the drag force measurement involving a single stem kept in a channel flow stem array are presented. The data collected herein and those from literature indicate that the stem drag coefficient logarithmically increases with the areal stem density. The stem Reynolds number is noticed to have only a small effect on the stem drag coefficient which was however found to depend on the stem staggering pattern. The drag coefficient is less influenced by the Froude number in subcritical flows but it decreases with the Froude number in supercritical flows. New relationships are proposed for the stem drag coefficient which appears useful in partitioning the total flow resistance of vegetated bed streams into the stem and the bed particle resistances. The bed particle resistance applies to sediment transport through such vegetated flows for which the average flow velocity is available.
On présente les résultats d'une étude expérimentale sur la mesure de la force de traînée impliquant une tige unique prise dans un réseau de tiges en canal. Les données recueillies dans le présent document et celles de la littérature indiquent que le coefficient de traînée croît de façon logarithmique avec la densité surfacique de tige. On note que le nombre de Reynolds de la tige n'a que peu d'influence sur son coefficient de traînée; celui-ci dépend par contre de la disposition décalée des tiges. Le coefficient de traînée est moins influencé par le nombre de Froude dans les écoulements en régime fluvial, mais il décroît avec le nombre de Froude dans les écoulements torrentiels. De nouvelles relations sont proposées pour le coefficient de traînée de tige; elles se révèlent utiles, dans le partitionnement de la résistance à l'écoulement des lits avec végétation, entre les résistances dues respectivement aux tiges et aux particules de lit. La résistance des particules de lit s'applique au transport de sédiments à travers ces écoulements avec végétation pour lesquels la vitesse moyenne est disponible.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 700-710
Titre : Effect of tall vegetation on sediment transport by channel flows Titre original : Effet d'une végétation haute sur le transport des sédiments en canal Type de document : texte imprimé Auteurs : Umesh C. Kothyari, Auteur ; Haruyuki Hashimoto, Auteur ; Kenjirou Hayashi, Auteur Article en page(s) : pp. 700-710 Note générale : Hydraulique
Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bed load Drag Effective shear stress Sediment Stem Vegetation 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 : Results of an experimental study on sediment transport by channel flows with tall rigid stems are presented. The experiments were conducted for various stem areal densities, channel slopes and sediment sizes with uniformly distributed unsubmerged cylindrical rigid stems forming a regular square staggering pattern in plan. The rates of sediment transport in the presence of simulated vegetated surfaces were observed to be significantly smaller than those without the vegetation. A method is proposed to determine the effective (grain) shear stress in presence of vegetation under the condition that the apparent shear stress is available from easily measurable flow parameters. The present data along with literature data are used for quantification of the reduction in the rate of sediment transport by the rigid tall stems. The grain shear stress rather than the apparent shear stress is observed to better describe the variations in the rate of sediment transport by vegetated flows.
Les résultats d'une étude expérimentale sur le transport de sédiments en canal avec de hautes tiges rigides sont présentés. Les expériences ont été menées pour différentes densités spatiales de tiges, pentes de canal et tailles de sédiments avec des tiges émergentes cylindriques rigides uniformément distribuées formant en plan un réseau de carrés réguliers en quinconce. Les taux de transport de sédiments que l'on observe en présence des surfaces de végétation simulée sont considérablement plus faibles que ceux sans la végétation. Une méthode est proposée afin de déterminer le cisaillement efficace (de grain) en présence de végétation à condition que le cisaillement apparent soit disponible à partir des paramètres de l'écoulement facilement mesurables. Les données présentes ainsi que les données de la littérature sont utilisées pour quantifier la réduction du transport de sédiments par les tiges hautes rigides. On observe que le cisaillement de grain est plus adapté que le cisaillement apparent pour décrire les variations du transport de sédiments en écoulements avec végétation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Effect of tall vegetation on sediment transport by channel flows = Effet d'une végétation haute sur le transport des sédiments en canal [texte imprimé] / Umesh C. Kothyari, Auteur ; Haruyuki Hashimoto, Auteur ; Kenjirou Hayashi, Auteur . - pp. 700-710.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 6 (2009) . - pp. 700-710
Mots-clés : Bed load Drag Effective shear stress Sediment Stem Vegetation 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 : Results of an experimental study on sediment transport by channel flows with tall rigid stems are presented. The experiments were conducted for various stem areal densities, channel slopes and sediment sizes with uniformly distributed unsubmerged cylindrical rigid stems forming a regular square staggering pattern in plan. The rates of sediment transport in the presence of simulated vegetated surfaces were observed to be significantly smaller than those without the vegetation. A method is proposed to determine the effective (grain) shear stress in presence of vegetation under the condition that the apparent shear stress is available from easily measurable flow parameters. The present data along with literature data are used for quantification of the reduction in the rate of sediment transport by the rigid tall stems. The grain shear stress rather than the apparent shear stress is observed to better describe the variations in the rate of sediment transport by vegetated flows.
Les résultats d'une étude expérimentale sur le transport de sédiments en canal avec de hautes tiges rigides sont présentés. Les expériences ont été menées pour différentes densités spatiales de tiges, pentes de canal et tailles de sédiments avec des tiges émergentes cylindriques rigides uniformément distribuées formant en plan un réseau de carrés réguliers en quinconce. Les taux de transport de sédiments que l'on observe en présence des surfaces de végétation simulée sont considérablement plus faibles que ceux sans la végétation. Une méthode est proposée afin de déterminer le cisaillement efficace (de grain) en présence de végétation à condition que le cisaillement apparent soit disponible à partir des paramètres de l'écoulement facilement mesurables. Les données présentes ainsi que les données de la littérature sont utilisées pour quantifier la réduction du transport de sédiments par les tiges hautes rigides. On observe que le cisaillement de grain est plus adapté que le cisaillement apparent pour décrire les variations du transport de sédiments en écoulements avec végétation.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com
in Journal of hydraulic research > Vol. 49 N° 6 (Novembre/Décembre 2011) . - pp. 757-765
Titre : Near-bed particle motion over transitionally-rough bed Type de document : texte imprimé Auteurs : Bhaskar Ramesh, Auteur ; Umesh C. Kothyari, Auteur ; Krishnan Murugesan, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp. 757-765 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Particle motion Rolling Saltation Sediment motion Shear stress Transitionally-rough bed 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 motion of sediment particles over a transitionally-rough bed is studied experimentally using a real-time high-speed imaging system. Vertical distributions of the instantaneous flow velocities were measured using acoustic Doppler velocimetry. The sediment saltation trajectories and the associated velocity components were deciphered from the high-speed images using digital image processing techniques. Sediments of different sizes and specific weights were used for experimentation. Particles moving in both the rolling and the saltation regimes were tested. Stochastic deviations of the particle velocity, the particle acceleration and the angle of velocity vector orientation during its motion due to particle interactions with flow and the channel bed are quantified. The angle distributions and the acceleration fluctuations are approximately bell-shaped. Using the experimental data, a generalized single relation for particle velocity is proposed for saltation and rolling sediments. The results of particle motion on movable-rough and fixed-rough beds available in the literature are also included for comparison. The data presented herein are useful for stochastic modelling of bed-load transport.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2011.620369 [article] Near-bed particle motion over transitionally-rough bed [texte imprimé] / Bhaskar Ramesh, Auteur ; Umesh C. Kothyari, Auteur ; Krishnan Murugesan, Auteur . - 2012 . - pp. 757-765.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 49 N° 6 (Novembre/Décembre 2011) . - pp. 757-765
Mots-clés : Particle motion Rolling Saltation Sediment motion Shear stress Transitionally-rough bed 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 motion of sediment particles over a transitionally-rough bed is studied experimentally using a real-time high-speed imaging system. Vertical distributions of the instantaneous flow velocities were measured using acoustic Doppler velocimetry. The sediment saltation trajectories and the associated velocity components were deciphered from the high-speed images using digital image processing techniques. Sediments of different sizes and specific weights were used for experimentation. Particles moving in both the rolling and the saltation regimes were tested. Stochastic deviations of the particle velocity, the particle acceleration and the angle of velocity vector orientation during its motion due to particle interactions with flow and the channel bed are quantified. The angle distributions and the acceleration fluctuations are approximately bell-shaped. Using the experimental data, a generalized single relation for particle velocity is proposed for saltation and rolling sediments. The results of particle motion on movable-rough and fixed-rough beds available in the literature are also included for comparison. The data presented herein are useful for stochastic modelling of bed-load transport.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2011.620369
in Journal 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
