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Analysis of plunging phenomena / Albert Dai in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 5 (2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 638-642 Titre : Analysis of plunging phenomena Titre original : Analyse des phénomènes de plongée Type de document : texte imprimé Auteurs : Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 638-642 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Density  flows  Gravity  currents  Initial  mixing  coefficient  Plunge  condition  Plunging  flows 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 dense inflow from a river into a lake or reservoir initiates gravity currents through a plunging process with intense mixing. The classic two-control-volume theory for the analysis of plunging phenomena has been recently corrected. In particular, the design of one of the two control volumes does not follow physical principles and has undesirable implications. Herein, a generalized theoretical framework is developed for the analysis of plunging flows. Two general cases are considered to clarify the effects of the bottom slope and the inflow densimetric Froude number on the plunge condition. It is demonstrated that the relations between the dimensionless parameters characterizing the plunging phenomena in these two cases are generically different. The present theory is compared with the two-control-volume theory, the latter of which only partially explains the influence of the inflow densimetric Froude number. Good agreement between the present theory and reported data is found. L'arrivée dense d'une rivière dans un lac ou un réservoir engendre des courants de densité par un processus de plongée avec un mélange intense. La théorie classique de deux volumes de contrôle pour l'analyse des phénomènes de plongées a été récemment corrigée. En particulier, la conception de l'un des deux volumes de contrôle ne suit pas les principes physiques et a des conséquences indésirables. Ici, un cadre théorique généralisé est conçu pour l'analyse des courants de plongée. Deux cas généraux sont considérés pour clarifier les effets de la pente du fond et le nombre de Froude densimétrique de l'affluent sur la condition de plongée. Il est démontré que les relations entre les paramètres sans dimension caractérisant les phénomènes de plongées dans ces deux cas sont différentes de façon générique. La théorie actuelle est comparée avec la théorie des deux volumes de contrôle, la dernière explique seulement partiellement l'influence du nombre de Froude densimétrique affluent. On trouve un bon d'accord entre la théorie actuelle et les données signalées. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Analysis of plunging phenomena = Analyse des phénomènes de plongée [texte imprimé] / Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 638-642. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 638-642 Mots-clés : Density  flows  Gravity  currents  Initial  mixing  coefficient  Plunge  condition  Plunging  flows 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 dense inflow from a river into a lake or reservoir initiates gravity currents through a plunging process with intense mixing. The classic two-control-volume theory for the analysis of plunging phenomena has been recently corrected. In particular, the design of one of the two control volumes does not follow physical principles and has undesirable implications. Herein, a generalized theoretical framework is developed for the analysis of plunging flows. Two general cases are considered to clarify the effects of the bottom slope and the inflow densimetric Froude number on the plunge condition. It is demonstrated that the relations between the dimensionless parameters characterizing the plunging phenomena in these two cases are generically different. The present theory is compared with the two-control-volume theory, the latter of which only partially explains the influence of the inflow densimetric Froude number. Good agreement between the present theory and reported data is found. L'arrivée dense d'une rivière dans un lac ou un réservoir engendre des courants de densité par un processus de plongée avec un mélange intense. La théorie classique de deux volumes de contrôle pour l'analyse des phénomènes de plongées a été récemment corrigée. En particulier, la conception de l'un des deux volumes de contrôle ne suit pas les principes physiques et a des conséquences indésirables. Ici, un cadre théorique généralisé est conçu pour l'analyse des courants de plongée. Deux cas généraux sont considérés pour clarifier les effets de la pente du fond et le nombre de Froude densimétrique de l'affluent sur la condition de plongée. Il est démontré que les relations entre les paramètres sans dimension caractérisant les phénomènes de plongées dans ces deux cas sont différentes de façon générique. La théorie actuelle est comparée avec la théorie des deux volumes de contrôle, la dernière explique seulement partiellement l'influence du nombre de Froude densimétrique affluent. On trouve un bon d'accord entre la théorie actuelle et les données signalées. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com

Buoyancy-driven flow in a two-story compartment / Albert Dai in Journal of engineering mechanics, Vol. 135 N° 7 (Juillet 2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 7 (Juillet 2009) . - pp. 738-742 Titre : Buoyancy-driven flow in a two-story compartment Type de document : texte imprimé Auteurs : Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 738-742 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Buoyancy  Ventilation  Fluid  flow. Résumé : In this study we develop a theoretical model for the buoyancy-driven flow in a two-story compartment. In particular, the influence of the vent area (A*/H2) and the upper story height (beta) on the evolution of the “first front” is presented. We note that the steady-state thickness (h-tilde1s;h-tilde1s,m) of the buoyant fluid accumulated on the ceiling in the lower story and the filling time for the upper story decrease as the vent area increases. Before the upper story is fully filled, the flow may become “stack driven” by the buoyant fluid in the upper story. For sufficiently high upper story and large vent area, the buoyant fluid in the lower story can be completely drained. The upper story serves as a “buffer zone” which helps to reduce the accumulated buoyant fluid in the lower story. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...] [article] Buoyancy-driven flow in a two-story compartment [texte imprimé] / Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 738-742. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 7 (Juillet 2009) . - pp. 738-742 Mots-clés : Buoyancy  Ventilation  Fluid  flow. Résumé : In this study we develop a theoretical model for the buoyancy-driven flow in a two-story compartment. In particular, the influence of the vent area (A*/H2) and the upper story height (beta) on the evolution of the “first front” is presented. We note that the steady-state thickness (h-tilde1s;h-tilde1s,m) of the buoyant fluid accumulated on the ceiling in the lower story and the filling time for the upper story decrease as the vent area increases. Before the upper story is fully filled, the flow may become “stack driven” by the buoyant fluid in the upper story. For sufficiently high upper story and large vent area, the buoyant fluid in the lower story can be completely drained. The upper story serves as a “buffer zone” which helps to reduce the accumulated buoyant fluid in the lower story. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...]

Meandering instability of a vertical plume / Albert Dai in Journal of engineering mechanics, Vol. 135 N°2 (Février 2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N°2 (Février 2009) . - pp. 111-114 Titre : Meandering instability of a vertical plume Type de document : texte imprimé Auteurs : Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 111-114 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Plumes  Boundary  layer  flow  Wavelength. Résumé : The meandering instability of a two-dimensional vertical plume is considered in this paper. The base flow profile is derived using boundary layer approximation and similarity hypothesis, in the spirit of Blasius boundary layer solution. Using linear stability analysis, we derive a modified version of the Orr-Sommerfeld equation governing the disturbances. The resulting eigenvalue problem is solved by the Galerkin method. It is found that a vertical plume is unstable to meandering, and in particular, three different wavelengths of meanders exist. A meandering instability of long wavelength ensues at the lowest portion of a vertically rising plume, where R<94. Beyond R=94 and R=192, the most unstable wavelength shifts to an intermediate and to a short wavelength meandering during the course of rising motion. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...] [article] Meandering instability of a vertical plume [texte imprimé] / Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 111-114. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N°2 (Février 2009) . - pp. 111-114 Mots-clés : Plumes  Boundary  layer  flow  Wavelength. Résumé : The meandering instability of a two-dimensional vertical plume is considered in this paper. The base flow profile is derived using boundary layer approximation and similarity hypothesis, in the spirit of Blasius boundary layer solution. Using linear stability analysis, we derive a modified version of the Orr-Sommerfeld equation governing the disturbances. The resulting eigenvalue problem is solved by the Galerkin method. It is found that a vertical plume is unstable to meandering, and in particular, three different wavelengths of meanders exist. A meandering instability of long wavelength ensues at the lowest portion of a vertically rising plume, where R<94. Beyond R=94 and R=192, the most unstable wavelength shifts to an intermediate and to a short wavelength meandering during the course of rising motion. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...]

Stability of a pair of counterrotating and corotating vortices of different strengths / Albert Dai in Journal of engineering mechanics, Vol. 135 N° 6 (Juin 2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 6 (Juin 2009) . - pp. 591-595 Titre : Stability of a pair of counterrotating and corotating vortices of different strengths Type de document : texte imprimé Auteurs : Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur Article en page(s) : pp. 591-595 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vortices  Stability  Rotation  Linear  analysis. Résumé : The stability of a pair of line vortices is considered. The two line vortices are different in strength of circulation and can be counter- or corotating. This work is a generalization reported by Crow in 1970 and Jimenez in 1975. We find that the most unstable wave number and the maximum growth rate of instability are influenced by the circulation difference between the vortices for a pair of counterrotating vortices. For a pair of corotating vortices, we find that their stability properties are not significantly influenced by their circulation difference. Although the physically most-amplified wave number is not apparent based on linear stability analysis, a pair of corotating vortices is unstable irrespective of the circulation difference. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...] [article] Stability of a pair of counterrotating and corotating vortices of different strengths [texte imprimé] / Albert Dai, Auteur ; Marcelo H. Garcia, Auteur . - pp. 591-595. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 135 N° 6 (Juin 2009) . - pp. 591-595 Mots-clés : Vortices  Stability  Rotation  Linear  analysis. Résumé : The stability of a pair of line vortices is considered. The two line vortices are different in strength of circulation and can be counter- or corotating. This work is a generalization reported by Crow in 1970 and Jimenez in 1975. We find that the most unstable wave number and the maximum growth rate of instability are influenced by the circulation difference between the vortices for a pair of counterrotating vortices. For a pair of corotating vortices, we find that their stability properties are not significantly influenced by their circulation difference. Although the physically most-amplified wave number is not apparent based on linear stability analysis, a pair of corotating vortices is unstable irrespective of the circulation difference. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JENMDT000 [...]