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Auteur Benjamin J. Dewals
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Affiner la rechercheCaractérisation micro-echelle du risque d’inondation : modélisation hydraulique détaillée et quantification des impacts socio-économiques / Benjamin J. Dewals in La Houille blanche, N° 2 (Avril 2011)
in La Houille blanche > N° 2 (Avril 2011) . - pp. 28-34
Titre : Caractérisation micro-echelle du risque d’inondation : modélisation hydraulique détaillée et quantification des impacts socio-économiques Titre original : Micro-scale characterization of flood risk: detailed inundation modelling and evaluation of socio-economic impacts Type de document : texte imprimé Auteurs : Benjamin J. Dewals, Auteur ; Sylvain Detrembleur, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 28-34 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Inondation Risque inondation Modélisation Analyse du risque Cartographie Vulnérabilité Résumé : La communication expose une approche cohérente pour l’analyse du risque d’inondation à micro-échelle. La méthodologie décrite s’appuie sur la cartographie détaillée de l’exposition réalisée par un modèle hydrodynamique 2D ainsi que sur des données d’occupation du sol à résolution géométrique et qualité sémantique élevées. La modélisation de l’écoulement est basée sur les équations en eaux peu profondes, résolues par le biais d’un schéma volumes finis sur maillages multiblocs structurés. Grâce à l’utilisation de données altimétriques laser de haute précision, les simulations sont à même de représenter la dynamique de l’écoulement sur une topographie complexe telle qu’un environnement urbain.
La première partie de la rédaction est consacrée à la description de la méthodologie d’évaluation du risque en commençant par la modélisation de l’aléa et ensuite l’évaluation de la vulnérabilité des biens et des personnes. L’échelle d’analyse de la procédure permet son développement en suivant la philosophie orientée objet : chaque élément soumis au risque étant ainsi considéré comme un objet distinct avec des propriétés et des caractéristiques définies.
Dans un second temps, l’applicabilité de la procédure est démontrée au moyen d’une étude de cas pour laquelle trois mesures de protection contre les inondations sont évaluées. L’analyse détaillée de ces mesures met en exergue des influences sensiblement différentes sur les courbes du risque d’inondation.
The paper presents a consistent micro-scale flood risk analysis procedure, relying on detailed 2D inundation modelling as well as on high resolution topographic and land use database. The flow model is based on the shallow-water equations, solved by means of a finite volume scheme on multiblock structured grids. Using highly accurate laser altimetry, the simulations are performed with a typical grid spacing of 2m, which is fine enough to represent the flow at the scale of individual buildings.
The methodology is first described, both in terms of hydraulic modelling and evaluation of people and assets vulnerability. The analysis scale of the procedure enables its development following an object-oriented approach. Finally, the applicability of the procedure is demonstrated through a case study for which three different protection measures are evaluated. Detailed analysis of these measures highlights significantly different influences from those measures on the risk curves.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Caractérisation micro-echelle du risque d’inondation : modélisation hydraulique détaillée et quantification des impacts socio-économiques = Micro-scale characterization of flood risk: detailed inundation modelling and evaluation of socio-economic impacts [texte imprimé] / Benjamin J. Dewals, Auteur ; Sylvain Detrembleur, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur . - 2011 . - pp. 28-34.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 2 (Avril 2011) . - pp. 28-34
Mots-clés : Inondation Risque inondation Modélisation Analyse du risque Cartographie Vulnérabilité Résumé : La communication expose une approche cohérente pour l’analyse du risque d’inondation à micro-échelle. La méthodologie décrite s’appuie sur la cartographie détaillée de l’exposition réalisée par un modèle hydrodynamique 2D ainsi que sur des données d’occupation du sol à résolution géométrique et qualité sémantique élevées. La modélisation de l’écoulement est basée sur les équations en eaux peu profondes, résolues par le biais d’un schéma volumes finis sur maillages multiblocs structurés. Grâce à l’utilisation de données altimétriques laser de haute précision, les simulations sont à même de représenter la dynamique de l’écoulement sur une topographie complexe telle qu’un environnement urbain.
La première partie de la rédaction est consacrée à la description de la méthodologie d’évaluation du risque en commençant par la modélisation de l’aléa et ensuite l’évaluation de la vulnérabilité des biens et des personnes. L’échelle d’analyse de la procédure permet son développement en suivant la philosophie orientée objet : chaque élément soumis au risque étant ainsi considéré comme un objet distinct avec des propriétés et des caractéristiques définies.
Dans un second temps, l’applicabilité de la procédure est démontrée au moyen d’une étude de cas pour laquelle trois mesures de protection contre les inondations sont évaluées. L’analyse détaillée de ces mesures met en exergue des influences sensiblement différentes sur les courbes du risque d’inondation.
The paper presents a consistent micro-scale flood risk analysis procedure, relying on detailed 2D inundation modelling as well as on high resolution topographic and land use database. The flow model is based on the shallow-water equations, solved by means of a finite volume scheme on multiblock structured grids. Using highly accurate laser altimetry, the simulations are performed with a typical grid spacing of 2m, which is fine enough to represent the flow at the scale of individual buildings.
The methodology is first described, both in terms of hydraulic modelling and evaluation of people and assets vulnerability. The analysis scale of the procedure enables its development following an object-oriented approach. Finally, the applicability of the procedure is demonstrated through a case study for which three different protection measures are evaluated. Detailed analysis of these measures highlights significantly different influences from those measures on the risk curves.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2012) . - pp. 34-40
Titre : Composite modeling to enhance hydraulic structures studies Type de document : texte imprimé Auteurs : Sebastien Erpicum, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp. 34-40 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Numerical models Physical models Scale models Hydrid modeling Parametric study Résumé : Physical modeling and numerical modeling are two efficient analysis approaches in hydraulic engineering. The interactive application of both methods is obviously the more effective response to most flow problems analyses. Indeed, it enables combining the inherent advantages of both approaches, which are complementary, while being beneficial to the delays as well as the quality of the analysis. The paper presents the way composite modeling is applied for years at the HECE - Laboratory of Engineering Hydraulics (University of Liege) to enhance hydraulic structures studies. Besides numerical model validation for which experimental benchmarks constitute the first reliable data source, simultaneous application of both modeling approaches may be envisaged in three different ways. Composite modeling may be used to increase the scale factor of physical models by reducing the layout of the real structure to be modeled, to provide a better answer to specific problems than a single approach study or to maximize the efficiency of experimental tests by reducing the range of variation of the unknown parameters to be tested. For each of these three issues depicted in the paper, several examples show how the combined use of efficient numerical solvers together with physical scale models enables to increase the overall quality and scope of the analyses while decreasing the delays and possibly the costs. ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Composite modeling to enhance hydraulic structures studies [texte imprimé] / Sebastien Erpicum, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur . - 2013 . - pp. 34-40.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2012) . - pp. 34-40
Mots-clés : Numerical models Physical models Scale models Hydrid modeling Parametric study Résumé : Physical modeling and numerical modeling are two efficient analysis approaches in hydraulic engineering. The interactive application of both methods is obviously the more effective response to most flow problems analyses. Indeed, it enables combining the inherent advantages of both approaches, which are complementary, while being beneficial to the delays as well as the quality of the analysis. The paper presents the way composite modeling is applied for years at the HECE - Laboratory of Engineering Hydraulics (University of Liege) to enhance hydraulic structures studies. Besides numerical model validation for which experimental benchmarks constitute the first reliable data source, simultaneous application of both modeling approaches may be envisaged in three different ways. Composite modeling may be used to increase the scale factor of physical models by reducing the layout of the real structure to be modeled, to provide a better answer to specific problems than a single approach study or to maximize the efficiency of experimental tests by reducing the range of variation of the unknown parameters to be tested. For each of these three issues depicted in the paper, several examples show how the combined use of efficient numerical solvers together with physical scale models enables to increase the overall quality and scope of the analyses while decreasing the delays and possibly the costs. ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 56-62
Titre : Efficient hydraulic numerical modelingwith multiblock grids and linked models Titre original : Modélisation hydraulique performante avec des maillages multiblocs et des modèles couplés Type de document : texte imprimé Auteurs : Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 56-62 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Volumes finis Equations des eaux peu profonds Multi-modèle Couplage 1D-2D Index. décimale : 551.4 Résumé : In the field of numerical hydraulic engineering, the size of the simulations is one of the current challenges to overcome in order to be able to consider with sufficient accuracy the large areas involved in practical applications. In this scope, the linking in the same computational domain of different solvers, each one used in the part of the simulation where its characteristics are most suitable, opens the door to huge modeling capacities. Such optimized hydraulic numerical modeling is presented in this paper with a multiblock multimodel 2D solver and its linking to a 1D model. After a description of the solvers, with emphasis on the linking procedures, theoretical test cases and real applications are presented.
Dans le domaine de la modélisation numérique en ingénierie hydraulique, le problème de la taille des simulations est un des défis actuellement à relever afin de permettre d’envisager avec une précision suffisante les grandes emprises d’études concernées par les applications pratiques. Dans ce cadre, le couplage de différents outils numériques au sein d’une même application, chacun d’eux étant appliqué à l’endroit où il s’avère le mieux adapté, ouvre la voie à des modélisations de grande ampleur. De tels outils numériques sont présentés dans cet article au travers d’un logiciel 2D multiblocs multimodèles et de son couplage avec un logiciel 1D. Après une description des modèles en insistant sur les procédures de couplage, des cas tests théoriques et des applications réelles sont présentés.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Efficient hydraulic numerical modelingwith multiblock grids and linked models = Modélisation hydraulique performante avec des maillages multiblocs et des modèles couplés [texte imprimé] / Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur . - 2011 . - pp. 56-62.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in La Houille blanche > N° 3 (Juin 2011) . - pp. 56-62
Mots-clés : Volumes finis Equations des eaux peu profonds Multi-modèle Couplage 1D-2D Index. décimale : 551.4 Résumé : In the field of numerical hydraulic engineering, the size of the simulations is one of the current challenges to overcome in order to be able to consider with sufficient accuracy the large areas involved in practical applications. In this scope, the linking in the same computational domain of different solvers, each one used in the part of the simulation where its characteristics are most suitable, opens the door to huge modeling capacities. Such optimized hydraulic numerical modeling is presented in this paper with a multiblock multimodel 2D solver and its linking to a 1D model. After a description of the solvers, with emphasis on the linking procedures, theoretical test cases and real applications are presented.
Dans le domaine de la modélisation numérique en ingénierie hydraulique, le problème de la taille des simulations est un des défis actuellement à relever afin de permettre d’envisager avec une précision suffisante les grandes emprises d’études concernées par les applications pratiques. Dans ce cadre, le couplage de différents outils numériques au sein d’une même application, chacun d’eux étant appliqué à l’endroit où il s’avère le mieux adapté, ouvre la voie à des modélisations de grande ampleur. De tels outils numériques sont présentés dans cet article au travers d’un logiciel 2D multiblocs multimodèles et de son couplage avec un logiciel 1D. Après une description des modèles en insistant sur les procédures de couplage, des cas tests théoriques et des applications réelles sont présentés.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
in Journal of hydraulic research > Vol. 49 N° 3 (Mai/Juin 2011) . - pp. 359-366
Titre : Experimental observation of flow characteristics over a Piano Key Weir Type de document : texte imprimé Auteurs : Olivier Machiels, Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 359-366 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Free surface flow Physical model Piano Key Weir Pressure distribution Streamline Velocity distribution 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 : The Piano Key Weir is a type of labyrinth weir using overhangs to reduce the footprint of the foundation. These are directly placed on a dam crest. Together with its high discharge capacity for low heads, this geometry makes these weirs interesting in dam rehabilitation. However, the Piano Key Weir is a new weir type, first designed in 2001 and built from 2006 by Electricité de France. Even though experimental studies confirmed its appealing discharge capacities, the flow upstream, over and downstream of this complex structure is still not well known. This research presents experimental test results performed on a 1:10 scale model. The experiments aim at determining the flow features along the weir depending on the upstream head. The flow conditions are characterized in terms of specific discharge, velocity, pressure, water level and streamlines along the weir.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2011.567761 [article] Experimental observation of flow characteristics over a Piano Key Weir [texte imprimé] / Olivier Machiels, Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur ; Benjamin J. Dewals, Auteur . - 2011 . - pp. 359-366.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 49 N° 3 (Mai/Juin 2011) . - pp. 359-366
Mots-clés : Free surface flow Physical model Piano Key Weir Pressure distribution Streamline Velocity distribution 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 : The Piano Key Weir is a type of labyrinth weir using overhangs to reduce the footprint of the foundation. These are directly placed on a dam crest. Together with its high discharge capacity for low heads, this geometry makes these weirs interesting in dam rehabilitation. However, the Piano Key Weir is a new weir type, first designed in 2001 and built from 2006 by Electricité de France. Even though experimental studies confirmed its appealing discharge capacities, the flow upstream, over and downstream of this complex structure is still not well known. This research presents experimental test results performed on a 1:10 scale model. The experiments aim at determining the flow features along the weir depending on the upstream head. The flow conditions are characterized in terms of specific discharge, velocity, pressure, water level and streamlines along the weir.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 En ligne : http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00221686.2011.567761
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 102-108
Titre : Modélisation numérique 2D unifiée des écoulements sur des évacuateurs de crue avec déversoir Titre original : Unified 2D numerical modelling of flows on ogee crest spillways Type de document : texte imprimé Auteurs : Benjamin J. Dewals, Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 102-108 Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Modèles numériques Modélisation tridimensionnelle Déversoirs Crues Modèles hydrodynamiques Index. décimale : 551.4 Résumé : Le système de modélisation WOLF 2D permet de combiner plusieurs sous-modèles hydrodynamiques différents au sein d’un même domaine de calcul. En particulier, pour la simulation des écoulements au voisinage des évacuateurs de surface des barrages, les trois sous-modèles suivants ont été interconnectés : (i) un modèle de type « eaux peu profondes » classique, (ii) un modèle adapté à la simulation du franchissement du seuil topographique brusque directement en amont de l’évacuateur de crue et (iii) un modèle représentant précisément l’effet de la courbure du fond à la crête de l’évacuateur, le long du coursier et au pied de celui-ci. Ce dernier modèle, basé sur un formalisme analytique en coordonnées curvilignes dans le plan vertical, tient compte explicitement non seulement de la pente du fond mais également de la courbure de celui-ci dans le plan vertical. En conséquence, le profil de vitesse sur la hauteur d’eau n’est pas uniforme et la distribution de pression, modifiée sous l’action des forces centrifuges, s’écarte d’un profil hydrostatique. Ce modèle mathématique étendu a été implémenté au sein du système de modélisation WOLF 2D, basé sur un schéma de discrétisation volumes finis inédit. Plusieurs exemples de validation et une application réelle démontrent la précision ainsi que l’applicabilité pratique du nouveau modèle.
The modelling system WOLF 2D enables to combine different hydrodynamic sub-models within one single computation domain. For simulating flows on ogee crest spillways, the following three depth-averaged sub-models have been interconnected : (i) a conventional ”shallow-water” model, (ii) a model suitable for the simulation of the flow on the topographic step directly upstream of the spillway and (iii) a model able to accurately account for the bottom curvature near the spillway crest, along the spillway and at its bottom. This third model, based on curvilinear coordinates in the vertical plane, takes into consideration not only the bottom slope but also the bottom curvature in the vertical plane. As a result, the velocity profile along the water depth is not uniform as assumed in the standard shallow-water equations. Similarly, centrifugal forces result in non-hydrostatic pressure distributions. This extended mathematical model has been implemented within the modelling system WOLF 2D, based on a new finite volume scheme. Several validation examples and a real application have demonstrated the accuracy and the practical applicability of the new model.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...] [article] Modélisation numérique 2D unifiée des écoulements sur des évacuateurs de crue avec déversoir = Unified 2D numerical modelling of flows on ogee crest spillways [texte imprimé] / Benjamin J. Dewals, Auteur ; Sebastien Erpicum, Auteur ; Pierre Archambeau, Auteur . - 2011 . - pp. 102-108.
Hydraulique
Langues : Français (fre)
in La Houille blanche > N° 6 (Décembre 2010) . - pp. 102-108
Mots-clés : Modèles numériques Modélisation tridimensionnelle Déversoirs Crues Modèles hydrodynamiques Index. décimale : 551.4 Résumé : Le système de modélisation WOLF 2D permet de combiner plusieurs sous-modèles hydrodynamiques différents au sein d’un même domaine de calcul. En particulier, pour la simulation des écoulements au voisinage des évacuateurs de surface des barrages, les trois sous-modèles suivants ont été interconnectés : (i) un modèle de type « eaux peu profondes » classique, (ii) un modèle adapté à la simulation du franchissement du seuil topographique brusque directement en amont de l’évacuateur de crue et (iii) un modèle représentant précisément l’effet de la courbure du fond à la crête de l’évacuateur, le long du coursier et au pied de celui-ci. Ce dernier modèle, basé sur un formalisme analytique en coordonnées curvilignes dans le plan vertical, tient compte explicitement non seulement de la pente du fond mais également de la courbure de celui-ci dans le plan vertical. En conséquence, le profil de vitesse sur la hauteur d’eau n’est pas uniforme et la distribution de pression, modifiée sous l’action des forces centrifuges, s’écarte d’un profil hydrostatique. Ce modèle mathématique étendu a été implémenté au sein du système de modélisation WOLF 2D, basé sur un schéma de discrétisation volumes finis inédit. Plusieurs exemples de validation et une application réelle démontrent la précision ainsi que l’applicabilité pratique du nouveau modèle.
The modelling system WOLF 2D enables to combine different hydrodynamic sub-models within one single computation domain. For simulating flows on ogee crest spillways, the following three depth-averaged sub-models have been interconnected : (i) a conventional ”shallow-water” model, (ii) a model suitable for the simulation of the flow on the topographic step directly upstream of the spillway and (iii) a model able to accurately account for the bottom curvature near the spillway crest, along the spillway and at its bottom. This third model, based on curvilinear coordinates in the vertical plane, takes into consideration not only the bottom slope but also the bottom curvature in the vertical plane. As a result, the velocity profile along the water depth is not uniform as assumed in the standard shallow-water equations. Similarly, centrifugal forces result in non-hydrostatic pressure distributions. This extended mathematical model has been implemented within the modelling system WOLF 2D, based on a new finite volume scheme. Several validation examples and a real application have demonstrated the accuracy and the practical applicability of the new model.
DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&u [...]
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