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3D modeling of non-uniform sediment transport in a channel bend with unsteady flow / Tim Fischer-Antze in Journal of hydraulic research, Vol. 47 N° 5 (2009) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 670-675 Titre : 3D modeling of non-uniform sediment transport in a channel bend with unsteady flow Titre original : Modélisation 3D du transport de sédiment non-uniforme dans une courbure de canal en écoulement variable Type de document : texte imprimé Auteurs : Tim Fischer-Antze, Auteur ; Nils Ruther, Auteur ; Nils R. B. Olsen, Auteur Article en page(s) : pp. 670-675 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : CFD  Channel  bend  Channel  morphology  Grain  sorting  Helical  flow  Particle  interaction  Sediment  transport 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 fully three-dimensional non-hydrostatic model was applied to compute the water flow and morphodynamic processes in a laboratory flume. The experiments provided data for bed deformation and grain sorting processes in a 180° channel bend. The data were used to investigate the performance of different sediment transport approaches. The original van Rijn formula for uniform sediments was compared with two advanced nonuniform sediment formulas that considered the interaction between individual grain sizes by defining hiding-exposure approaches. The results showed that the default configuration of the model was able to predict bed deformations and grain sorting processes with satisfying magnitude and trend. However, the default approach considerably overestimated the bar evolution. The computed results improved significantly when applying any of the introduced hiding-exposure approaches, representing better the physical mechanisms of the hiding-exposure effect. This study shows that the present numerical model is able to predict the morphodynamic bed changes in a flume of nonuniform sediments with good agreement if appropriate sediment formulations are used. Un modèle non-hydrostatique entièrement tridimensionnel a été appliqué pour calculer l'écoulement de l'eau et les processus morphodynamiques dans un canal de laboratoire. Les expériences ont fourni des données pour la déformation de lit et les processus de triage de grain dans une courbure du canal à 180°. Les données ont été utilisées pour étudier les performances de différentes approches du transport de sédiment. La formule originale de Van Rijn pour les sédiments uniformes a été comparée à deux formules avancées pour les sédiments non-uniformes qui considèrent l'interaction entre différentes tailles de grain en définissant des approches masquage-exposition. Les résultats ont prouvé que la configuration par défaut du modèle pouvait prévoir les déformations de lit et le triage granulométrique avec des tendances et ordres de grandeur satisfaisants. Cependant, l'approche par défaut a considérablement surestimé l'évolution de barre. Les résultats calculés ont été nettement améliorés en appliquant l'une ou l'autre des nouvelles approches introduites, qui prennent mieux en compte les mécanismes physiques de masquage-exposition. Cette étude prouve que le modèle numérique actuel peut prévoir correctement les évolutions morphodynamiques de lit dans une canalisation avec sédiments non-uniformes si l'on emploie des formulations appropriées aux sédiments. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] 3D modeling of non-uniform sediment transport in a channel bend with unsteady flow = Modélisation 3D du transport de sédiment non-uniforme dans une courbure de canal en écoulement variable [texte imprimé] / Tim Fischer-Antze, Auteur ; Nils Ruther, Auteur ; Nils R. B. Olsen, Auteur . - pp. 670-675. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 5 (2009) . - pp. 670-675 Mots-clés : CFD  Channel  bend  Channel  morphology  Grain  sorting  Helical  flow  Particle  interaction  Sediment  transport 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 fully three-dimensional non-hydrostatic model was applied to compute the water flow and morphodynamic processes in a laboratory flume. The experiments provided data for bed deformation and grain sorting processes in a 180° channel bend. The data were used to investigate the performance of different sediment transport approaches. The original van Rijn formula for uniform sediments was compared with two advanced nonuniform sediment formulas that considered the interaction between individual grain sizes by defining hiding-exposure approaches. The results showed that the default configuration of the model was able to predict bed deformations and grain sorting processes with satisfying magnitude and trend. However, the default approach considerably overestimated the bar evolution. The computed results improved significantly when applying any of the introduced hiding-exposure approaches, representing better the physical mechanisms of the hiding-exposure effect. This study shows that the present numerical model is able to predict the morphodynamic bed changes in a flume of nonuniform sediments with good agreement if appropriate sediment formulations are used. Un modèle non-hydrostatique entièrement tridimensionnel a été appliqué pour calculer l'écoulement de l'eau et les processus morphodynamiques dans un canal de laboratoire. Les expériences ont fourni des données pour la déformation de lit et les processus de triage de grain dans une courbure du canal à 180°. Les données ont été utilisées pour étudier les performances de différentes approches du transport de sédiment. La formule originale de Van Rijn pour les sédiments uniformes a été comparée à deux formules avancées pour les sédiments non-uniformes qui considèrent l'interaction entre différentes tailles de grain en définissant des approches masquage-exposition. Les résultats ont prouvé que la configuration par défaut du modèle pouvait prévoir les déformations de lit et le triage granulométrique avec des tendances et ordres de grandeur satisfaisants. Cependant, l'approche par défaut a considérablement surestimé l'évolution de barre. Les résultats calculés ont été nettement améliorés en appliquant l'une ou l'autre des nouvelles approches introduites, qui prennent mieux en compte les mécanismes physiques de masquage-exposition. Cette étude prouve que le modèle numérique actuel peut prévoir correctement les évolutions morphodynamiques de lit dans une canalisation avec sédiments non-uniformes si l'on emploie des formulations appropriées aux sédiments. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com