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Application of Godunov-type schemes to transient mixed flows / Arturo S. Leon in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 2+ Supplément (Mars/Avril 2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 2+ Supplément (Mars/Avril 2009) . - pp. 147-156 Titre : Application of Godunov-type schemes to transient mixed flows Titre original : Application des schémas de type Godunov aux écoulements transitoires mixtes Type de document : texte imprimé Auteurs : Arturo S. Leon, Auteur ; Mohamed S. Ghidaoui, Auteur ; Arthur R. Schmidt, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : pp. 147-156 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Open  channel  flow  Pipe  Pressurized  flow  Sewer  Simulation  Transient  flow  Unsteady  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 : A robust model for simulating the simultaneous occurrence of free surface and pressurized flows is presented using the Preissmann slot approach for modeling pressurized flows. This model is capable of simulating transient flows in closed conduits ranging from free surface flows, to partly free surface-partly pressurized flows (mixed flows), to fully pressurized flows. Its robustness for simulating mixed flows is accomplished by: (1) Introducing a gradual transition between the pipe and the slot, and (2) Using a second-order Godunov-type scheme with a slope limiter to solve the governing free surface flow equations. The accuracy and robustness of the modified Preissmann model is investigated using five test cases. The results show that the proposed model accurately describes complex flow features, such as negative open channel-pressurized flow interfaces and interface reversals. The results also show that the proposed model is able to produce stable results for strong (rapid) transients at field scale where no sub-atmospheric flows occur. On présente un modèle robuste, simulant l'occurrence simultanée d'écoulements à surface libre et en charge, qui utilise l'approche de fente de Preissmann pour modéliser les écoulements pressurisés. Ce modèle est capable de simuler des écoulements transitoires dans des conduits fermés comprenant des écoulements à surface libre, des écoulements partiellement pressurisés et partiellement à surface libre (écoulements mixtes), et des écoulements entièrement pressurisés. La robustesse de ce modèle pour simuler des écoulements mixtes est due à: (1) l'introduction d'une transition progressive entre le conduit et la fente, et (2) l'utilisation d'un schéma de type Godunov du second ordre avec un limiteur de pente pour résoudre les équations de l'écoulement à surface libre. L'exactitude et la robustesse du modèle de Preissmann modifié est étudiée en utilisant cinq cas tests. Les résultats prouvent que le modèle proposé décrit correctement les caractéristiques des écoulements complexes, tels que les interfaces négatives: canal à surface libre-écoulement en charge, et les inversions d'interface. Les résultats montrent également que le modèle proposé est capable de fournir des résultats stables pour les transitoires rapides en grandeur nature, là où n'apparaissent pas de pressions sous-atmosphériques. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Application of Godunov-type schemes to transient mixed flows = Application des schémas de type Godunov aux écoulements transitoires mixtes [texte imprimé] / Arturo S. Leon, Auteur ; Mohamed S. Ghidaoui, Auteur ; Arthur R. Schmidt, Auteur . - 2009 . - pp. 147-156. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 2+ Supplément (Mars/Avril 2009) . - pp. 147-156 Mots-clés : Open  channel  flow  Pipe  Pressurized  flow  Sewer  Simulation  Transient  flow  Unsteady  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 : A robust model for simulating the simultaneous occurrence of free surface and pressurized flows is presented using the Preissmann slot approach for modeling pressurized flows. This model is capable of simulating transient flows in closed conduits ranging from free surface flows, to partly free surface-partly pressurized flows (mixed flows), to fully pressurized flows. Its robustness for simulating mixed flows is accomplished by: (1) Introducing a gradual transition between the pipe and the slot, and (2) Using a second-order Godunov-type scheme with a slope limiter to solve the governing free surface flow equations. The accuracy and robustness of the modified Preissmann model is investigated using five test cases. The results show that the proposed model accurately describes complex flow features, such as negative open channel-pressurized flow interfaces and interface reversals. The results also show that the proposed model is able to produce stable results for strong (rapid) transients at field scale where no sub-atmospheric flows occur. On présente un modèle robuste, simulant l'occurrence simultanée d'écoulements à surface libre et en charge, qui utilise l'approche de fente de Preissmann pour modéliser les écoulements pressurisés. Ce modèle est capable de simuler des écoulements transitoires dans des conduits fermés comprenant des écoulements à surface libre, des écoulements partiellement pressurisés et partiellement à surface libre (écoulements mixtes), et des écoulements entièrement pressurisés. La robustesse de ce modèle pour simuler des écoulements mixtes est due à: (1) l'introduction d'une transition progressive entre le conduit et la fente, et (2) l'utilisation d'un schéma de type Godunov du second ordre avec un limiteur de pente pour résoudre les équations de l'écoulement à surface libre. L'exactitude et la robustesse du modèle de Preissmann modifié est étudiée en utilisant cinq cas tests. Les résultats prouvent que le modèle proposé décrit correctement les caractéristiques des écoulements complexes, tels que les interfaces négatives: canal à surface libre-écoulement en charge, et les inversions d'interface. Les résultats montrent également que le modèle proposé est capable de fournir des résultats stables pour les transitoires rapides en grandeur nature, là où n'apparaissent pas de pressions sous-atmosphériques. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com