Friction coefficient for oscillatory flow: the rough-smooth turbulent transition / Francisco Pedocchi in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 4 (2009)  

Public ISBD [article]  inJournal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 438-444 Titre : Friction coefficient for oscillatory flow: the rough-smooth turbulent transition Titre original : Coefficient de frottement d'un écoulement oscillant: transition turbulente rugueux-lisse Type de document : texte imprimé Auteurs : Francisco Pedocchi, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 438-444 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Friction coefficient factor Oscillatory layer flow Turbulent transition Wave 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 : Observations of turbulent, oscillatory boundary-layer flows show that the behavior of the friction coefficient in the transition from hydraulically rough to smooth regimes is not well captured by existing semi-empirical expressions obtained for unidirectional flows. A revised formulation for the friction coefficient for oscillatory flows is presented. Dimensional analysis and similarity methods are used to assess the dimensionless parameters governing the relation between the outer flow and the bottom shear stress. Further progress is made using analogies between oscillatory and unidirectional boundary layer flows, from which analytical expressions are calibrated. An expression for the phase lead between the maximum bed shear stress and the maximum free-stream velocity is obtained. An example describing the computational procedure needed to estimate the friction coefficient and phase lead using the new expressions is presented to show their practical application to both laboratory and field conditions. Les observations des écoulements turbulents en couche limite oscillante montrent que le comportement du coefficient de frottement dans la transition entre les régimes hydrauliquement rugueux et lisses n'est pas correctement traduit par les expressions semi-empiriques existantes obtenues pour les écoulements continus. On présente ici une formulation de ce coefficient révisée pour les écoulements oscillants. L'analyse dimensionnelle et les méthodes de similitude sont utilisées pour évaluer les paramètres sans dimensions régissant la relation entre l'écoulement externe et l'effort de cisaillement au fond. Un progrès de plus est accompli grâce aux analogies entre les écoulements de couche limite oscillants et continus, à partir desquels des expressions analytiques sont calibrées. Une expression est obtenue pour le lien de phase entre l'effort de cisaillement maximum de lit et la vitesse maximum du courant libre. Un exemple décrivant la procédure informatique nécessaire pour estimer le coefficient de frottement et le lien de phase utilisant les nouvelles expressions est présenté pour montrer leur application aussi bien en laboratoire qu'en nature. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Friction coefficient for oscillatory flow: the rough-smooth turbulent transition = Coefficient de frottement d'un écoulement oscillant: transition turbulente rugueux-lisse [texte imprimé] / Francisco Pedocchi, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 438-444. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 4 (2009) . - pp. 438-444 Mots-clés : Friction coefficient factor Oscillatory layer flow Turbulent transition Wave 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 : Observations of turbulent, oscillatory boundary-layer flows show that the behavior of the friction coefficient in the transition from hydraulically rough to smooth regimes is not well captured by existing semi-empirical expressions obtained for unidirectional flows. A revised formulation for the friction coefficient for oscillatory flows is presented. Dimensional analysis and similarity methods are used to assess the dimensionless parameters governing the relation between the outer flow and the bottom shear stress. Further progress is made using analogies between oscillatory and unidirectional boundary layer flows, from which analytical expressions are calibrated. An expression for the phase lead between the maximum bed shear stress and the maximum free-stream velocity is obtained. An example describing the computational procedure needed to estimate the friction coefficient and phase lead using the new expressions is presented to show their practical application to both laboratory and field conditions. Les observations des écoulements turbulents en couche limite oscillante montrent que le comportement du coefficient de frottement dans la transition entre les régimes hydrauliquement rugueux et lisses n'est pas correctement traduit par les expressions semi-empiriques existantes obtenues pour les écoulements continus. On présente ici une formulation de ce coefficient révisée pour les écoulements oscillants. L'analyse dimensionnelle et les méthodes de similitude sont utilisées pour évaluer les paramètres sans dimensions régissant la relation entre l'écoulement externe et l'effort de cisaillement au fond. Un progrès de plus est accompli grâce aux analogies entre les écoulements de couche limite oscillants et continus, à partir desquels des expressions analytiques sont calibrées. Une expression est obtenue pour le lien de phase entre l'effort de cisaillement maximum de lit et la vitesse maximum du courant libre. Un exemple décrivant la procédure informatique nécessaire pour estimer le coefficient de frottement et le lien de phase utilisant les nouvelles expressions est présenté pour montrer leur application aussi bien en laboratoire qu'en nature. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com

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