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Head reconstruction method to balance flux and source terms in shallow water equations / Creaco,Enrico in Journal of engineering mechanics, Vol. 136 N° 4 (Avril 2010) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 4 (Avril 2010) . - pp. 517-523 Titre : Head reconstruction method to balance flux and source terms in shallow water equations Type de document : texte imprimé Auteurs : Creaco,Enrico, Auteur ; Campisano, Alberto, Auteur ; Khe, Alexander, Auteur Article en page(s) : pp. 517-523 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Shallow  water  Numerical  models  Conservation  Bathymetry. Résumé : This paper presents the head reconstruction method (HRM), a new technique that can be used within the finite volume framework to make shallow water models well balanced, i.e., to correct the imbalance that exists between flux and source terms in the equation discretization in the case of irregular bathymetry thus providing unphysical solutions. This technique, based on considering, within each computational cell, the total head of the flow (i.e., the sum of the elevation, pressure and kinetic energies per unit weight of the fluid) as an equilibrium variable, enables the preservation of dynamic equilibria under subcritical, transcritical, and supercritical flow conditions. The new technique is applied to the one-dimensional total variation diminishing (TVD) MUSCL-Hancock scheme and the conservation property is then proven mathematically for this scheme under static equilibrium conditions. Furthermore, the effectiveness of the HRM is tested and compared with two other well balancing techniques based on considering the water elevation as an equilibrium variable in various steady flow case studies. In the end the robustness of the HRM is tested in the simulation of dam-break flow over irregular bathymetry. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=ASCERL&smode=strres [...] [article] Head reconstruction method to balance flux and source terms in shallow water equations [texte imprimé] / Creaco,Enrico, Auteur ; Campisano, Alberto, Auteur ; Khe, Alexander, Auteur . - pp. 517-523. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 4 (Avril 2010) . - pp. 517-523 Mots-clés : Shallow  water  Numerical  models  Conservation  Bathymetry. Résumé : This paper presents the head reconstruction method (HRM), a new technique that can be used within the finite volume framework to make shallow water models well balanced, i.e., to correct the imbalance that exists between flux and source terms in the equation discretization in the case of irregular bathymetry thus providing unphysical solutions. This technique, based on considering, within each computational cell, the total head of the flow (i.e., the sum of the elevation, pressure and kinetic energies per unit weight of the fluid) as an equilibrium variable, enables the preservation of dynamic equilibria under subcritical, transcritical, and supercritical flow conditions. The new technique is applied to the one-dimensional total variation diminishing (TVD) MUSCL-Hancock scheme and the conservation property is then proven mathematically for this scheme under static equilibrium conditions. Furthermore, the effectiveness of the HRM is tested and compared with two other well balancing techniques based on considering the water elevation as an equilibrium variable in various steady flow case studies. In the end the robustness of the HRM is tested in the simulation of dam-break flow over irregular bathymetry. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=ASCERL&smode=strres [...]

Numerical simulation of flushing effect on sewer sediments and comparison of four sediment transport formulas / Creaco,Enrico 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. 195-202 Titre : Numerical simulation of flushing effect on sewer sediments and comparison of four sediment transport formulas Titre original : Simulation numérique de l'effet des chasses hydrauliques sur les sédiments en réseau d'assainissement et comparaison de quatre formules de transport solide Type de document : texte imprimé Auteurs : Creaco,Enrico, Auteur ; Bertrand-Krajewski, Jean-Luc, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : pp. 195-202 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Combined  sewer  Flushing  Modeling  Sediment  transport  Sewer  cleansing  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 : Results of numerical modeling of sediment flushing in a combined sewer reach are herein presented. Simulations were performed by using a numerical model based on the solution of the De SaintVenant–Exner equations by the TVD MacCormack scheme. The model, previously validated by means of data derived from laboratory experiments, was applied to the Lacassagne trunk sewer in Lyon, France.A Hydrass flushing gate was put into operation at this site in 2003 to remove sediments accumulated during 3 years. A 5-month long experimental campaign was carried out to measure the sediment profile evolution during flushing operations. Four sediment transport formulas were used for the numerical simulations and compared. The model proved to be able to reproduce correctly the global evolution of the sediment profiles as a function of the number of flushing operations. L'article présente des résultats de modélisation numérique de la chasse hydraulique de sédiments dans un tronçon de réseau d'assainissement unitaire. Les simulations ont été effectuées au moyen d'un modèle numérique résolvant les équations de De Saint-Venant-Exner avec un schéma de type TVD MacCormack. Le modèle, validé préalablement avec des données issues d'expériences en laboratoire, a été appliqué au collecteur d'assainissement Lacassagne à Lyon, France. Une vanne de chasse hydraulique Hydrass a été mise en fonctionnement sur ce site en 2003 pour éliminer des sédiments iccumulés préalablement pendant 3 ans. Une campagne de mesure expérimentale de 5 mois a été conduite pour mesurer l'évolution du profil longitudinal des sédiments au cours des opérations de chasse hydraulique. Quatre formules de transport solide ont été appliquées pour les simulations numériques et comparées. Le modèle a montré son aptitude à reproduire correctement l'évolution globale du profil des sédiments en fonction du nombre de chasses hydrauliques. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com [article] Numerical simulation of flushing effect on sewer sediments and comparison of four sediment transport formulas = Simulation numérique de l'effet des chasses hydrauliques sur les sédiments en réseau d'assainissement et comparaison de quatre formules de transport solide [texte imprimé] / Creaco,Enrico, Auteur ; Bertrand-Krajewski, Jean-Luc, Auteur . - 2009 . - pp. 195-202. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 47 N° 2+ Supplément (Mars/Avril 2009) . - pp. 195-202 Mots-clés : Combined  sewer  Flushing  Modeling  Sediment  transport  Sewer  cleansing  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 : Results of numerical modeling of sediment flushing in a combined sewer reach are herein presented. Simulations were performed by using a numerical model based on the solution of the De SaintVenant–Exner equations by the TVD MacCormack scheme. The model, previously validated by means of data derived from laboratory experiments, was applied to the Lacassagne trunk sewer in Lyon, France.A Hydrass flushing gate was put into operation at this site in 2003 to remove sediments accumulated during 3 years. A 5-month long experimental campaign was carried out to measure the sediment profile evolution during flushing operations. Four sediment transport formulas were used for the numerical simulations and compared. The model proved to be able to reproduce correctly the global evolution of the sediment profiles as a function of the number of flushing operations. L'article présente des résultats de modélisation numérique de la chasse hydraulique de sédiments dans un tronçon de réseau d'assainissement unitaire. Les simulations ont été effectuées au moyen d'un modèle numérique résolvant les équations de De Saint-Venant-Exner avec un schéma de type TVD MacCormack. Le modèle, validé préalablement avec des données issues d'expériences en laboratoire, a été appliqué au collecteur d'assainissement Lacassagne à Lyon, France. Une vanne de chasse hydraulique Hydrass a été mise en fonctionnement sur ce site en 2003 pour éliminer des sédiments iccumulés préalablement pendant 3 ans. Une campagne de mesure expérimentale de 5 mois a été conduite pour mesurer l'évolution du profil longitudinal des sédiments au cours des opérations de chasse hydraulique. Quatre formules de transport solide ont été appliquées pour les simulations numériques et comparées. Le modèle a montré son aptitude à reproduire correctement l'évolution globale du profil des sédiments en fonction du nombre de chasses hydrauliques. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.journalhydraulicresearch.com