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Experimental and numerical investigations of dike-break induced flows / Sebastian Roger in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 3 (2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 3 (2009) . - pp. 349-359 Titre : Experimental and numerical investigations of dike-break induced flows Titre original : Investigations experimentales et numériques sur les écoulements induits par les ruptures de digues Type de document : texte imprimé Auteurs : Sebastian Roger, Auteur ; McCoy, Benjamin J., Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur Article en page(s) : pp. 349-359 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boussinesq  coefficients  Discontinous  galerkin  Dike  break  Shallow  water 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 : Experimental model data are compared with numerical computations of dike-break induced flows, focusing on the final steady state. An idealized scale model was designed reproducing the specific boundary conditions of dike breaks. Discharges, water level, and depth profiles of horizontal velocities were recorded and validated by numerical modeling. The latter was performed by two different models solving the two-dimensional depth-averaged shallow water equations, namely a total variation diminishing Runge–Kutta discontinuous Galerkin finite element method, and a finite volume scheme involving a flux vector splitting approach. The results confirmed convergence and general applicability of both methods for dike-break problems. As regards their accuracy, the basic flow pattern was satisfactorily reproduced yet with differences compared to the measurements. Hence, additional simulations by the finite volume model were performed considering various turbulence closures, wall-roughnesses as well as nonuniform Boussinesq coefficients. Des données de modèles expérimentaux sont comparées aux calculs numériques des écoulements induits par les ruptures de digues, en se concentrant sur l'état d'équilibre final. Un modèle réduit idéalisé a été conçu pour reproduire les conditions aux limites spécifiques des ruptures de digues. Les débits, le niveau d'eau, et les profils verticaux des vitesses horizontales ont été enregistrés et validés par modélisation numérique. Le dernier a été réalisé par deux modèles différents résolvant les équations bidimensionnelles en eau peu profonde moyennées sur la hauteur, à savoir une méthode TVD (total variation diminishing) de Runge-Kutta Galerkin discontinue en éléments finis, et un schéma en volumes finis comportant un splitting du vecteur flux. Les résultats ont confirmé la convergence et l'applicabilité générale des deux méthodes pour les problèmes de rupture de digues. En ce qui concerne leur exactitude, la configuration de base de l'écoulement a été reproduite d'une manière satisfaisante avec cependant des différences par rapport aux mesures. C'est pourquoi, des simulations additionnelles ont été effectuées avec un modèle en volumes finis en considérant diverses fermetures de la turbulence, et rugosités de paroi, ainsi que des coefficients de Boussinesq non-uniformes. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Experimental and numerical investigations of dike-break induced flows = Investigations experimentales et numériques sur les écoulements induits par les ruptures de digues [texte imprimé] / Sebastian Roger, Auteur ; McCoy, Benjamin J., Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur . - pp. 349-359. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 3 (2009) . - pp. 349-359 Mots-clés : Boussinesq  coefficients  Discontinous  galerkin  Dike  break  Shallow  water 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 : Experimental model data are compared with numerical computations of dike-break induced flows, focusing on the final steady state. An idealized scale model was designed reproducing the specific boundary conditions of dike breaks. Discharges, water level, and depth profiles of horizontal velocities were recorded and validated by numerical modeling. The latter was performed by two different models solving the two-dimensional depth-averaged shallow water equations, namely a total variation diminishing Runge–Kutta discontinuous Galerkin finite element method, and a finite volume scheme involving a flux vector splitting approach. The results confirmed convergence and general applicability of both methods for dike-break problems. As regards their accuracy, the basic flow pattern was satisfactorily reproduced yet with differences compared to the measurements. Hence, additional simulations by the finite volume model were performed considering various turbulence closures, wall-roughnesses as well as nonuniform Boussinesq coefficients. Des données de modèles expérimentaux sont comparées aux calculs numériques des écoulements induits par les ruptures de digues, en se concentrant sur l'état d'équilibre final. Un modèle réduit idéalisé a été conçu pour reproduire les conditions aux limites spécifiques des ruptures de digues. Les débits, le niveau d'eau, et les profils verticaux des vitesses horizontales ont été enregistrés et validés par modélisation numérique. Le dernier a été réalisé par deux modèles différents résolvant les équations bidimensionnelles en eau peu profonde moyennées sur la hauteur, à savoir une méthode TVD (total variation diminishing) de Runge-Kutta Galerkin discontinue en éléments finis, et un schéma en volumes finis comportant un splitting du vecteur flux. Les résultats ont confirmé la convergence et l'applicabilité générale des deux méthodes pour les problèmes de rupture de digues. En ce qui concerne leur exactitude, la configuration de base de l'écoulement a été reproduite d'une manière satisfaisante avec cependant des différences par rapport aux mesures. C'est pourquoi, des simulations additionnelles ont été effectuées avec un modèle en volumes finis en considérant diverses fermetures de la turbulence, et rugosités de paroi, ainsi que des coefficients de Boussinesq non-uniformes. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com