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Ajouter le résultat dans votre panierA Boltzmann-based finite volume algorithm for surface water flows on cells of arbitrary shapes / Liang, J. H. in Journal of hydraulic research, Vol. 45 N°2 (2007)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 147-164 p.
Titre : A Boltzmann-based finite volume algorithm for surface water flows on cells of arbitrary shapes Titre original : Un algorithme de volume fini basé sur Les écoulement de Boultzmann pour Les écoulements de surface dans des cellules des formes arbitaire Type de document : texte imprimé Auteurs : Liang, J. H., Auteur ; Ghidaoui, M. S., Auteur ; Deng, J. Q., Auteur ; Gray, W. G., Auteur Article en page(s) : 147-164 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boltzmann equation Unsteady open channel flow Dam break Bore Entropy Numerical model Equation de Boltzmann Ecoulement ouvert instable de canal Coupure de barrage Alésage Entropie Modèle numérique 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 : An explicit two-dimensional conservative finite volume model for shallow water equations is formulated and tested. The algorithm for the mass and momentum fluxes at the control surface of the finite volume is obtained from the solution of the Bhatnagar–Gross–Krook (BGK) Boltzmann equation. Unlike classical methods, BGK schemes do not require an ad-hoc splitting of advection and diffusion. The BGK scheme is second order in both time and space. The formulation of the BGK algorithm is performed for a cell of arbitrary irregular shape, but the test cases are conducted using a structured grid of quadrilateral cells. Two approximate Riemann solvers, the HLLC scheme and the two-stage Hancock-HLLC scheme, where HLL stands for Harten, Lax and van Leer and C stands for contact discontinuity, are also considered. The second-order accuracy of HLL and Hancock-HLLC schemes is obtained by MUSCL approach, where MUSCL is the acronym for Monotone Upstream-centered Schemes for Conservation Laws. The data reconstruction for all three schemes is carried out by the Van Leer limiter. The test cases involve strong shocks and expansion waves. The accuracy of the schemes are measured using an absolute error norm and a waviness error norm. The HLLC scheme is highly oscillatory for Courant number larger than 0.5, while the BGK and the Hancock-HLLC schemes are applicable for Courant numbers as high as 1.0. For a fixed value of the central processing unit (CPU) time, the absolute error of the Hancock-HLLC is slightly smaller than that of the BGK while the waviness error of the BGK is quite close to that of Hancock-HLLC. This is because (i) the Hancock-HLLC is a two-step method while the BGK is a single-step method (i.e., the Hancock-HLLC requires storage of intermediate variables, but the BGK does not), and (ii) the Hancock-HLLC schemes requires larger number of grid points than the BGK scheme for the same level of accuracy. For example, to achieve an absolute error of 0.01, the BGK requires about 600 grid points while the Hancock-HLLC requires about 800 grid points. Both the BGK and Hancock-HLLC schemes have similar convergence properties. Unlike exact or approximate Riemann solvers, BGK fluxes accounts for both waves and diffusion. The ability of the BGK scheme to model diffusion is illustrated using a viscous flow problem. Excellent agreement between the analytical and computed viscous flow solution is found. Although the BGK and Hancock-HLLC schemes perform similarly for hyperbolic problems, BGK schemes have the added advantage of being able to solve hyperbolic–parabolic problems without the need for an ad-hoc operator splitting. This is important given that the artificial splitting of advection and diffusion is known to cause artificial widening in shear layers and introduces artificial transient in regions with sharp gradients. Such problems arise when the splitting operation fails to faithfully represent the correct coupling between the physics of advection and the physics of waves.
Un modèle fini conservateur bidimensionnel explicite de volume pour des équations peu profondes de l'eau est formulé et examiné. L'algorithme pour les flux de la masse et d'élan sur la gouverne du volume fini est obtenu à partir de la solution (BGK) de l'équation Bhatnagar-Brute-Krook de Boltzmann. À la différence des méthodes classiques, les arrangements de BGK n'exigent pas se dédoubler ad-hoc de l'advection et de la diffusion. L'arrangement de BGK est le deuxième ordre dans le temps et l'espace. La formulation de l'algorithme de BGK est exécutée pour une cellule de forme irrégulière arbitraire, mais les cas d'espèce sont conduits en utilisant une grille structurée des cellules quadrilatérales. Deux solutionneurs approximatifs de Riemann, l'arrangement de HLLC et la Hancock-HLLC à deux étages complotent, où HLL représente Harten, relâché et van Leer et C représente la discontinuité de contact, sont également considérés. L'exactitude de second ordre de HLL et d'arrangements de Hancock-HLLC est obtenue par approche de MUSCL, où MUSCL est l'acronyme pour des arrangements En amont-centrés monotones pour des lois de conservation. La reconstruction de données pour chacun des trois arrangements est effectuée par le limiteur de regard de côté de fourgon. Les cas d'espèce impliquent des chocs forts et l'expansion ondule. L'exactitude des arrangements sont mesurées en utilisant une norme absolue d'erreur et une norme d'erreur de caractère onduleux. L'arrangement de HLLC est fortement oscillant pour Courant le nombre plus en grande partie que 0.5, alors que les BGK et les arrangements de Hancock-HLLC sont applicables pour des nombres de Courant aussi hauts que 1.0. Pour une valeur fixe du temps de l'unité centrale de traitement (unité centrale de traitement), l'erreur absolue de Hancock-HLLC est légèrement plus petite que celle du BGK tandis que l'erreur de caractère onduleux du BGK est tout à fait près de celle de Hancock-HLLC. C'est parce que (i) Hancock-HLLC est une méthode en deux étapes tandis que le BGK est une méthode à pas unique (c.-à-d., Hancock-HLLC a besoin du stockage des variables intermédiaires, mais le BGK pas), et (ii) les arrangements de Hancock-HLLC exige un plus grand nombre de points de grille que l'arrangement de BGK pour le même niveau de l'exactitude. Par exemple, pour réaliser une erreur absolue de 0.01, le BGK exige d'environ 600 points de grille tandis que Hancock-HLLC a besoin d'environ 800 points de grille. Les BGK et les arrangements de Hancock-HLLC ont les propriétés semblables de convergence. À la différence des solutionneurs exacts ou approximatifs de Riemann, les flux de BGK explique les deux vagues et diffusion. La capacité de l'arrangement de BGK de modeler la diffusion est illustrée en utilisant un problème visqueux d'écoulement. L'excellent accord entre la solution visqueuse analytique et calculée d'écoulement est trouvé. Bien que les arrangements de BGK et de Hancock-HLLC exécutent pareillement pour des problèmes hyperboliques, les arrangements de BGK ont l'avantage supplémentaire de pouvoir résoudre des problèmes hyperbolique-paraboliques sans besoin de se dédoubler ad-hoc d'opérateur. C'est important étant donné que se dédoubler artificiel de l'advection et de la diffusion est connu pour causer l'élargissement artificiel dans des couches de cisaillement et présente la coupure artificielle dans les régions avec des gradients pointus. De tels problèmes surgissent quand l'opération se dédoublante ne représente pas loyalement l'accouplement correct entre la physique de l'advection et la physique des ondes.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Eau Ecoulement En ligne : ghidaoui@ust.hk [article] A Boltzmann-based finite volume algorithm for surface water flows on cells of arbitrary shapes = Un algorithme de volume fini basé sur Les écoulement de Boultzmann pour Les écoulements de surface dans des cellules des formes arbitaire [texte imprimé] / Liang, J. H., Auteur ; Ghidaoui, M. S., Auteur ; Deng, J. Q., Auteur ; Gray, W. G., Auteur . - 147-164 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 147-164 p.
Mots-clés : Boltzmann equation Unsteady open channel flow Dam break Bore Entropy Numerical model Equation de Boltzmann Ecoulement ouvert instable de canal Coupure de barrage Alésage Entropie Modèle numérique 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 : An explicit two-dimensional conservative finite volume model for shallow water equations is formulated and tested. The algorithm for the mass and momentum fluxes at the control surface of the finite volume is obtained from the solution of the Bhatnagar–Gross–Krook (BGK) Boltzmann equation. Unlike classical methods, BGK schemes do not require an ad-hoc splitting of advection and diffusion. The BGK scheme is second order in both time and space. The formulation of the BGK algorithm is performed for a cell of arbitrary irregular shape, but the test cases are conducted using a structured grid of quadrilateral cells. Two approximate Riemann solvers, the HLLC scheme and the two-stage Hancock-HLLC scheme, where HLL stands for Harten, Lax and van Leer and C stands for contact discontinuity, are also considered. The second-order accuracy of HLL and Hancock-HLLC schemes is obtained by MUSCL approach, where MUSCL is the acronym for Monotone Upstream-centered Schemes for Conservation Laws. The data reconstruction for all three schemes is carried out by the Van Leer limiter. The test cases involve strong shocks and expansion waves. The accuracy of the schemes are measured using an absolute error norm and a waviness error norm. The HLLC scheme is highly oscillatory for Courant number larger than 0.5, while the BGK and the Hancock-HLLC schemes are applicable for Courant numbers as high as 1.0. For a fixed value of the central processing unit (CPU) time, the absolute error of the Hancock-HLLC is slightly smaller than that of the BGK while the waviness error of the BGK is quite close to that of Hancock-HLLC. This is because (i) the Hancock-HLLC is a two-step method while the BGK is a single-step method (i.e., the Hancock-HLLC requires storage of intermediate variables, but the BGK does not), and (ii) the Hancock-HLLC schemes requires larger number of grid points than the BGK scheme for the same level of accuracy. For example, to achieve an absolute error of 0.01, the BGK requires about 600 grid points while the Hancock-HLLC requires about 800 grid points. Both the BGK and Hancock-HLLC schemes have similar convergence properties. Unlike exact or approximate Riemann solvers, BGK fluxes accounts for both waves and diffusion. The ability of the BGK scheme to model diffusion is illustrated using a viscous flow problem. Excellent agreement between the analytical and computed viscous flow solution is found. Although the BGK and Hancock-HLLC schemes perform similarly for hyperbolic problems, BGK schemes have the added advantage of being able to solve hyperbolic–parabolic problems without the need for an ad-hoc operator splitting. This is important given that the artificial splitting of advection and diffusion is known to cause artificial widening in shear layers and introduces artificial transient in regions with sharp gradients. Such problems arise when the splitting operation fails to faithfully represent the correct coupling between the physics of advection and the physics of waves.
Un modèle fini conservateur bidimensionnel explicite de volume pour des équations peu profondes de l'eau est formulé et examiné. L'algorithme pour les flux de la masse et d'élan sur la gouverne du volume fini est obtenu à partir de la solution (BGK) de l'équation Bhatnagar-Brute-Krook de Boltzmann. À la différence des méthodes classiques, les arrangements de BGK n'exigent pas se dédoubler ad-hoc de l'advection et de la diffusion. L'arrangement de BGK est le deuxième ordre dans le temps et l'espace. La formulation de l'algorithme de BGK est exécutée pour une cellule de forme irrégulière arbitraire, mais les cas d'espèce sont conduits en utilisant une grille structurée des cellules quadrilatérales. Deux solutionneurs approximatifs de Riemann, l'arrangement de HLLC et la Hancock-HLLC à deux étages complotent, où HLL représente Harten, relâché et van Leer et C représente la discontinuité de contact, sont également considérés. L'exactitude de second ordre de HLL et d'arrangements de Hancock-HLLC est obtenue par approche de MUSCL, où MUSCL est l'acronyme pour des arrangements En amont-centrés monotones pour des lois de conservation. La reconstruction de données pour chacun des trois arrangements est effectuée par le limiteur de regard de côté de fourgon. Les cas d'espèce impliquent des chocs forts et l'expansion ondule. L'exactitude des arrangements sont mesurées en utilisant une norme absolue d'erreur et une norme d'erreur de caractère onduleux. L'arrangement de HLLC est fortement oscillant pour Courant le nombre plus en grande partie que 0.5, alors que les BGK et les arrangements de Hancock-HLLC sont applicables pour des nombres de Courant aussi hauts que 1.0. Pour une valeur fixe du temps de l'unité centrale de traitement (unité centrale de traitement), l'erreur absolue de Hancock-HLLC est légèrement plus petite que celle du BGK tandis que l'erreur de caractère onduleux du BGK est tout à fait près de celle de Hancock-HLLC. C'est parce que (i) Hancock-HLLC est une méthode en deux étapes tandis que le BGK est une méthode à pas unique (c.-à-d., Hancock-HLLC a besoin du stockage des variables intermédiaires, mais le BGK pas), et (ii) les arrangements de Hancock-HLLC exige un plus grand nombre de points de grille que l'arrangement de BGK pour le même niveau de l'exactitude. Par exemple, pour réaliser une erreur absolue de 0.01, le BGK exige d'environ 600 points de grille tandis que Hancock-HLLC a besoin d'environ 800 points de grille. Les BGK et les arrangements de Hancock-HLLC ont les propriétés semblables de convergence. À la différence des solutionneurs exacts ou approximatifs de Riemann, les flux de BGK explique les deux vagues et diffusion. La capacité de l'arrangement de BGK de modeler la diffusion est illustrée en utilisant un problème visqueux d'écoulement. L'excellent accord entre la solution visqueuse analytique et calculée d'écoulement est trouvé. Bien que les arrangements de BGK et de Hancock-HLLC exécutent pareillement pour des problèmes hyperboliques, les arrangements de BGK ont l'avantage supplémentaire de pouvoir résoudre des problèmes hyperbolique-paraboliques sans besoin de se dédoubler ad-hoc d'opérateur. C'est important étant donné que se dédoubler artificiel de l'advection et de la diffusion est connu pour causer l'élargissement artificiel dans des couches de cisaillement et présente la coupure artificielle dans les régions avec des gradients pointus. De tels problèmes surgissent quand l'opération se dédoublante ne représente pas loyalement l'accouplement correct entre la physique de l'advection et la physique des ondes.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Eau Ecoulement En ligne : ghidaoui@ust.hk
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 165-177 p.
Titre : A multidimensional two-phase flow model for the total dissolved gas downstream of spillways Titre original : Un modèle diphasique multidimensionnel d'écoulement pour tout le gaz dissous à l'aval des déversoirs Type de document : texte imprimé Auteurs : Politano, Marcela S., Auteur ; Carrica, Pablo M., Auteur ; Turan, Cagri, Auteur ; Weber, Larry, Auteur Article en page(s) : 165-177 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Flow model Total dissolved gas Spillways Modèle d'écoulement Gaz dissous par total Déversoirs Résumé : Elevated levels of dissolved gas in the spillway stilling basin, which are responsible for gas bubble disease in fish, constitute an important negative environmental effect of dams. Bubbles, entrained when a plunging jet impacts the tailwater pool, plunge beneath the surface and transfer mass to the liquid, causing an increase in the total dissolved gas (TDG) concentration. Most of the numerical studies on TDG downstream of spillways found in the literature are based on experimental correlations for the gas volume fraction. A better approach involves the use of a two-phase flow model. In this paper, a two-fluid model is used to calculate the gas volume fraction and velocity of the bubbles. A polydisperse model is used in which a Boltzmann transport equation predicts the bubble size distribution, to account for the different bubble sizes found in the flow downstream of spillways. The bubble mass is discretized considering groups of bubbles of variable mass, with the mass of the bubbles changing due to bubble/liquid mass transfer and pressure. A two-phase transport equation for the TDG is presented, whose source is the bubble/liquid mass transfer, which is a function of the gas volume fraction and bubble size distribution. Two-dimensional numerical results of TDG, gas volume fraction, bubble number density, and velocities are presented and discussed. The predictions of TDG downstream of a spillway are compared against field data in the stilling basin of Wanapum Dam, on the Columbia River.
Les niveaux élevés du gaz dissous dans le déversoir calmant le bassin, qui sont responsables de la maladie de bulle de gaz dans les poissons, constituent un effet sur l'environnement négatif important des barrages. Les bulles, entraînées quand un plongement voyagent en jet des impacts la piscine de tailwater, plongent sous la masse de surface et de transfert au liquide, causant une augmentation de toute la concentration dissoute en gaz (TDG). La plupart des études numériques sur TDG en aval de des déversoirs trouvés dans la littérature sont basées sur des corrélations expérimentales pour la fraction de volume de gaz. Une meilleure approche comporte l'utilisation d'un modèle biphasé d'écoulement. En cet article, un modèle de deux-fluide est employé pour calculer la fraction de volume de gaz et la vitesse des bulles. On emploie un modèle polydispersé dans lequel une équation de transport de Boltzmann prévoit la distribution de grandeurs de bulle, pour expliquer les différentes tailles de bulle trouvées dans l'écoulement en aval de des déversoirs. La masse de bulle est discrétisée considérant des groupes de bulles de la masse variable, avec la masse de changer de bulles dû à la bulle/au transfert et à pression de masse liquides. Une équation biphasée de transport pour le TDG est présentée, dont la source est la bulle/transfert de masse liquide, qui est une fonction de la distribution de grandeurs de fraction et de bulle de volume de gaz. Des résultats numériques bidimensionnels de TDG, de fraction de volume de gaz, de densité de nombre de bulle, et de vitesses sont présentés et discutés. Les prévisions de TDG en aval de un déversoir sont comparées contre des données de champ dans le bassin calmant du barrage de Wanapum, sur le fleuve de Colombie.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement en déversoir En ligne : marcela-politano@uiowa.edu [article] A multidimensional two-phase flow model for the total dissolved gas downstream of spillways = Un modèle diphasique multidimensionnel d'écoulement pour tout le gaz dissous à l'aval des déversoirs [texte imprimé] / Politano, Marcela S., Auteur ; Carrica, Pablo M., Auteur ; Turan, Cagri, Auteur ; Weber, Larry, Auteur . - 165-177 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 165-177 p.
Mots-clés : Flow model Total dissolved gas Spillways Modèle d'écoulement Gaz dissous par total Déversoirs Résumé : Elevated levels of dissolved gas in the spillway stilling basin, which are responsible for gas bubble disease in fish, constitute an important negative environmental effect of dams. Bubbles, entrained when a plunging jet impacts the tailwater pool, plunge beneath the surface and transfer mass to the liquid, causing an increase in the total dissolved gas (TDG) concentration. Most of the numerical studies on TDG downstream of spillways found in the literature are based on experimental correlations for the gas volume fraction. A better approach involves the use of a two-phase flow model. In this paper, a two-fluid model is used to calculate the gas volume fraction and velocity of the bubbles. A polydisperse model is used in which a Boltzmann transport equation predicts the bubble size distribution, to account for the different bubble sizes found in the flow downstream of spillways. The bubble mass is discretized considering groups of bubbles of variable mass, with the mass of the bubbles changing due to bubble/liquid mass transfer and pressure. A two-phase transport equation for the TDG is presented, whose source is the bubble/liquid mass transfer, which is a function of the gas volume fraction and bubble size distribution. Two-dimensional numerical results of TDG, gas volume fraction, bubble number density, and velocities are presented and discussed. The predictions of TDG downstream of a spillway are compared against field data in the stilling basin of Wanapum Dam, on the Columbia River.
Les niveaux élevés du gaz dissous dans le déversoir calmant le bassin, qui sont responsables de la maladie de bulle de gaz dans les poissons, constituent un effet sur l'environnement négatif important des barrages. Les bulles, entraînées quand un plongement voyagent en jet des impacts la piscine de tailwater, plongent sous la masse de surface et de transfert au liquide, causant une augmentation de toute la concentration dissoute en gaz (TDG). La plupart des études numériques sur TDG en aval de des déversoirs trouvés dans la littérature sont basées sur des corrélations expérimentales pour la fraction de volume de gaz. Une meilleure approche comporte l'utilisation d'un modèle biphasé d'écoulement. En cet article, un modèle de deux-fluide est employé pour calculer la fraction de volume de gaz et la vitesse des bulles. On emploie un modèle polydispersé dans lequel une équation de transport de Boltzmann prévoit la distribution de grandeurs de bulle, pour expliquer les différentes tailles de bulle trouvées dans l'écoulement en aval de des déversoirs. La masse de bulle est discrétisée considérant des groupes de bulles de la masse variable, avec la masse de changer de bulles dû à la bulle/au transfert et à pression de masse liquides. Une équation biphasée de transport pour le TDG est présentée, dont la source est la bulle/transfert de masse liquide, qui est une fonction de la distribution de grandeurs de fraction et de bulle de volume de gaz. Des résultats numériques bidimensionnels de TDG, de fraction de volume de gaz, de densité de nombre de bulle, et de vitesses sont présentés et discutés. Les prévisions de TDG en aval de un déversoir sont comparées contre des données de champ dans le bassin calmant du barrage de Wanapum, sur le fleuve de Colombie.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement en déversoir En ligne : marcela-politano@uiowa.edu
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 178-187 p.
Titre : Comparison between the two-component pressure approach and current transient flow solvers Titre original : Comparaison entre l'approche de la pression à deux composantes et les solveurs courant pour les écoulement transitoires Type de document : texte imprimé Auteurs : Vasconcelos, Jose G., Auteur ; Wright, Steven J., Auteur Article en page(s) : 178-187 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Transient flow Pipes Flow regime transition Numerical model Ecoulement transitoire Conduite Transition de régime d'écoulement Modèle numérique 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 : Some hydraulic applications are characterized by systems originally flowing in free-surface conditions that subsequently undergo flowregime transition into pressurized flow during rapid filling events. Currently, models simulating these flow regime transitions are classified by approaches that either track the location of the pressurized front or use the Preissmann slot concept. While Preissmann slot models are popular for their overall simplicity, they are limited by the inability to simulate sub-atmospheric, full-pipe flows. Recently, a new model named two-component pressure approach (TPA) overcame this limitation from Preissmann slot models. However, because this new method has not been tested against existing numerical models, this article presents a comparison between the TPA model and three transient flow models. The models are based on the interface-tracking approach, the Preissmann slot concept and a standard closed pipe method of characteristics code. TPA results show good agreement with the results from the models considered in this study.
Quelques applications hydrauliques sont caractérisées par des systèmes entrant à l'origine dans les états de libre-surface qui subissent plus tard la transition de flowregime dans l'écoulement pressurisé pendant des événements remplissants rapides. Actuellement, des modèles simulant ces transitions de régime d'écoulement sont classifiés par les approches que l'une ou l'autre voie l'endroit de l'avant pressurisé ou emploient le concept de fente de Preissmann. Tandis que les modèles de fente de Preissmann sont populaires pour leur simplicité globale, ils sont limités par l'incapacité de simuler sous-atmosphérique, plein-pipe coule. Récemment, une nouvelle approche appelée modèle de pression de deux-composant (TPA) a surmonté cette limitation des modèles de fente de Preissmann. Cependant, parce que cette nouvelle méthode n'a pas été examinée contre les modèles numériques existants, présents de cet article une comparaison entre le modèle de TPA et trois modèles d'écouement transitoire. Les modèles sont basés sur l'approche de interface-cheminement, le concept de fente de Preissmann et une méthode fermée standard de pipe de code de caractéristiques. Les résultats de TPA montrent la bonne concordance avec les résultats des modèles considérés dans cette étude.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulements transitoires En ligne : jvasconcelos@unb.br [article] Comparison between the two-component pressure approach and current transient flow solvers = Comparaison entre l'approche de la pression à deux composantes et les solveurs courant pour les écoulement transitoires [texte imprimé] / Vasconcelos, Jose G., Auteur ; Wright, Steven J., Auteur . - 178-187 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 178-187 p.
Mots-clés : Transient flow Pipes Flow regime transition Numerical model Ecoulement transitoire Conduite Transition de régime d'écoulement Modèle numérique 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 : Some hydraulic applications are characterized by systems originally flowing in free-surface conditions that subsequently undergo flowregime transition into pressurized flow during rapid filling events. Currently, models simulating these flow regime transitions are classified by approaches that either track the location of the pressurized front or use the Preissmann slot concept. While Preissmann slot models are popular for their overall simplicity, they are limited by the inability to simulate sub-atmospheric, full-pipe flows. Recently, a new model named two-component pressure approach (TPA) overcame this limitation from Preissmann slot models. However, because this new method has not been tested against existing numerical models, this article presents a comparison between the TPA model and three transient flow models. The models are based on the interface-tracking approach, the Preissmann slot concept and a standard closed pipe method of characteristics code. TPA results show good agreement with the results from the models considered in this study.
Quelques applications hydrauliques sont caractérisées par des systèmes entrant à l'origine dans les états de libre-surface qui subissent plus tard la transition de flowregime dans l'écoulement pressurisé pendant des événements remplissants rapides. Actuellement, des modèles simulant ces transitions de régime d'écoulement sont classifiés par les approches que l'une ou l'autre voie l'endroit de l'avant pressurisé ou emploient le concept de fente de Preissmann. Tandis que les modèles de fente de Preissmann sont populaires pour leur simplicité globale, ils sont limités par l'incapacité de simuler sous-atmosphérique, plein-pipe coule. Récemment, une nouvelle approche appelée modèle de pression de deux-composant (TPA) a surmonté cette limitation des modèles de fente de Preissmann. Cependant, parce que cette nouvelle méthode n'a pas été examinée contre les modèles numériques existants, présents de cet article une comparaison entre le modèle de TPA et trois modèles d'écouement transitoire. Les modèles sont basés sur l'approche de interface-cheminement, le concept de fente de Preissmann et une méthode fermée standard de pipe de code de caractéristiques. Les résultats de TPA montrent la bonne concordance avec les résultats des modèles considérés dans cette étude.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulements transitoires En ligne : jvasconcelos@unb.br
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 188-201
Titre : Mathematical models of blood flow in the arterial network Titre original : Modèles mathématiques de l'écoulement du sang dans le réseau artériel Type de document : texte imprimé Auteurs : Nicosia, Sebastiano, Auteur ; Pezzinga, Giuseppe, Auteur Article en page(s) : 188-201 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Blood flow Arterial network Two-dimensional model Axia-symmetric flow Convection-diffusion Ecoulement de sang Réseau artériel Modèle bidimensionnel Écoulement symétrique d'Axia Diffusion de convection 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 : Mathematical models of blood circulation in the human arterial network are examined in the paper. In particular, a complete two-dimensional model is proposed in the hypothesis of gradually varied flow. Vessels are considered as elastic and blood is considered as a Newtonian fluid in laminar flow. The results are compared both with those of a two-dimensional model where the radial velocity component is neglected and with those of a one-dimensional model similar to others previously proposed. The comparisons show differences due to the effect of radial convection terms in the first case, and to the more correct evaluation of resistance and longitudinal convection terms in the second case.
On examine des modèles mathématiques de la circulation du sang dans le réseau artériel humain. En particulier, on propose un modèle bidimensionnel complet dans l'hypothèse de l'écoulement graduellement changé. Des navires sont considérés comme élastique et le sang est considéré comme fluide newtonien dans l'écoulement laminaire. Les résultats sont comparés à ceux d'un modèle bidimensionnel où le composant radial de vitesse est négligé et à ceux d'un semblable modèle unidimensionnel à d'autres précédemment proposés. Les comparaisons montrent des différences dues à l'effet des limites radiales de convection dans le premier cas, et de l'évaluation plus correcte de la résistance et des limites longitudinales de convection dans le deuxième cas.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Circulation du sang En ligne : snicosia@dica.unict.it [article] Mathematical models of blood flow in the arterial network = Modèles mathématiques de l'écoulement du sang dans le réseau artériel [texte imprimé] / Nicosia, Sebastiano, Auteur ; Pezzinga, Giuseppe, Auteur . - 188-201.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 188-201
Mots-clés : Blood flow Arterial network Two-dimensional model Axia-symmetric flow Convection-diffusion Ecoulement de sang Réseau artériel Modèle bidimensionnel Écoulement symétrique d'Axia Diffusion de convection 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 : Mathematical models of blood circulation in the human arterial network are examined in the paper. In particular, a complete two-dimensional model is proposed in the hypothesis of gradually varied flow. Vessels are considered as elastic and blood is considered as a Newtonian fluid in laminar flow. The results are compared both with those of a two-dimensional model where the radial velocity component is neglected and with those of a one-dimensional model similar to others previously proposed. The comparisons show differences due to the effect of radial convection terms in the first case, and to the more correct evaluation of resistance and longitudinal convection terms in the second case.
On examine des modèles mathématiques de la circulation du sang dans le réseau artériel humain. En particulier, on propose un modèle bidimensionnel complet dans l'hypothèse de l'écoulement graduellement changé. Des navires sont considérés comme élastique et le sang est considéré comme fluide newtonien dans l'écoulement laminaire. Les résultats sont comparés à ceux d'un modèle bidimensionnel où le composant radial de vitesse est négligé et à ceux d'un semblable modèle unidimensionnel à d'autres précédemment proposés. Les comparaisons montrent des différences dues à l'effet des limites radiales de convection dans le premier cas, et de l'évaluation plus correcte de la résistance et des limites longitudinales de convection dans le deuxième cas.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Circulation du sang En ligne : snicosia@dica.unict.it
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 202-215 p.
Titre : Comparison of modelling approaches used in practical flood extent modelling Titre original : Comparaison des approches uItilisées pour modéliser en pratique l'étendue des inondations Type de document : texte imprimé Auteurs : Werner, M. G. F., Auteur ; Martin F. Lambert, Auteur Article en page(s) : 202-215 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Inundation modelling Compound channels Stage-discharge relationshipsModeler d'inondation Canaux composés Rapports de décharge d'étape 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 : Discharge predictions using four codes suitable to modelling flood extent are compared to predictions derived using theoretical and empirical methods.
The model codes vary in complexity but represent the types of code used in practical application due to their easy integration with available GIS data formats. Common to the codes is that turbulent momentum interaction between main channel and over-bank floodplain flow is not explicitly taken into account. It is shown for different configurations of a hypothetical channel that the codes significantly overestimate discharge capacity as a result. Applying these codes to flood extent modelling therefore requires calibration of roughness values to account for this additional momentum transfer, resulting in roughness factors derived no longer representing physical friction values only, but combined friction and momentum correction factors. As a consequence of calibration being required even in more complex models where turbulence is explicitly modelled, these simpler models that are easier in application may, however, be equally viable.
Des prévisions réalisées avec quatre codes appropriés à modeler l'ampleur d'inondation sont comparées aux prévisions dérivées en utilisant des méthodes théoriques et empiriques. Les codes modèles changent dans la complexité mais représentent les types de code utilisés dans l'application pratique due à leur intégration facile avec des formats de données disponibles de GIS. Le terrain communal aux codes est que l'interaction turbulente d'élan entre le canal et l'écoulement principaux de floodplain d'au-dessus-banque n'est pas explicitement prise en considération. On lui montre pour différentes configurations d'un canal hypothétique que la capacité de décharge de surestimation de codes de manière significative en conséquence. L'application de ces codes jusqu'au degré d'inondation modelant exige donc du calibrage des valeurs de rugosité d'expliquer ce transfert additionnel d'élan, ayant pour résultat des facteurs de rugosité dérivés plus ne représentant des valeurs physiques de frottement seulement, mais a combiné des facteurs de correction de frottement et d'élan. Par suite du calibrage étant exigé même dans des modèles plus complexes où la turbulence est explicitement modelée, ces modèles plus simples qui sont plus faciles dans l'application peuvent, cependant, être également viables.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Inondation En ligne : Micha.Werner@wldelft.nl [article] Comparison of modelling approaches used in practical flood extent modelling = Comparaison des approches uItilisées pour modéliser en pratique l'étendue des inondations [texte imprimé] / Werner, M. G. F., Auteur ; Martin F. Lambert, Auteur . - 202-215 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 202-215 p.
Mots-clés : Inundation modelling Compound channels Stage-discharge relationshipsModeler d'inondation Canaux composés Rapports de décharge d'étape 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 : Discharge predictions using four codes suitable to modelling flood extent are compared to predictions derived using theoretical and empirical methods.
The model codes vary in complexity but represent the types of code used in practical application due to their easy integration with available GIS data formats. Common to the codes is that turbulent momentum interaction between main channel and over-bank floodplain flow is not explicitly taken into account. It is shown for different configurations of a hypothetical channel that the codes significantly overestimate discharge capacity as a result. Applying these codes to flood extent modelling therefore requires calibration of roughness values to account for this additional momentum transfer, resulting in roughness factors derived no longer representing physical friction values only, but combined friction and momentum correction factors. As a consequence of calibration being required even in more complex models where turbulence is explicitly modelled, these simpler models that are easier in application may, however, be equally viable.
Des prévisions réalisées avec quatre codes appropriés à modeler l'ampleur d'inondation sont comparées aux prévisions dérivées en utilisant des méthodes théoriques et empiriques. Les codes modèles changent dans la complexité mais représentent les types de code utilisés dans l'application pratique due à leur intégration facile avec des formats de données disponibles de GIS. Le terrain communal aux codes est que l'interaction turbulente d'élan entre le canal et l'écoulement principaux de floodplain d'au-dessus-banque n'est pas explicitement prise en considération. On lui montre pour différentes configurations d'un canal hypothétique que la capacité de décharge de surestimation de codes de manière significative en conséquence. L'application de ces codes jusqu'au degré d'inondation modelant exige donc du calibrage des valeurs de rugosité d'expliquer ce transfert additionnel d'élan, ayant pour résultat des facteurs de rugosité dérivés plus ne représentant des valeurs physiques de frottement seulement, mais a combiné des facteurs de correction de frottement et d'élan. Par suite du calibrage étant exigé même dans des modèles plus complexes où la turbulence est explicitement modelée, ces modèles plus simples qui sont plus faciles dans l'application peuvent, cependant, être également viables.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Inondation En ligne : Micha.Werner@wldelft.nl
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 216-226
Titre : Velocity and turbulence field around permeable structure: comparisons between laboratory and numerical experiments Titre original : Champ de vitesse et de turbulence autour de structures perméables: comparaisons entre les expériences numériques et de laboratoire Type de document : texte imprimé Auteurs : Chan, H. C., Auteur ; Leu, J. M., Auteur ; Lai, C. J. Article en page(s) : 216-226 Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Turbulent flow Porous media Permeable structure Open channel flowEcoulement turbulent Médias poreux Structure perméable Ecoulement ouvert de canal 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 results of a comparison between laboratory tests and numerical modeling for flow around permeable structures are presented. Three different structures are experimentally considered, first one is solid and second one is permeable structures. The permeable structures are represented by glass beads of two diameters, 2.5 and 1.5 cm, resulting in porosity equal to 0.475 and 0.349, respectively. A macroscopic model that solves the Reynolds-averaged Navier–Stokes equations with a non-Darcy resistance law is developed to simulate the flow around and within the permeable structures. The numerical predictions show good agreements with the experimental results. In the cases of permeable structures, recirculation regions are shown to be elongated in the downstream direction due to the bleed flow passing through the permeable structure. The turbulence intensity is highly reduced, compared to the situation with a solid structure, in the region near the surface and just behind the structures for the turbulence flow over a permeable structure. Discharge over the permeable structure indicates a significant reduction of the channel capacity and non-uniform distribution in the streamwise direction.
Les résultats d'une comparaison entre les essais en laboratoire et modeler numérique pour l'écoulement autour des structures perméables sont présentés. Trois structures différentes sont expérimentalement considérées, premier est plein et second est les structures perméables. Les structures perméables sont représentées par les perles de verre de deux 2.5 et 1.5 centimètre de diamètres, ayant pour résultat la porosité égale à 0.475 et à 0.349, respectivement. Un modèle macroscopique qui résout Reynolds-fait la moyenne Navier-Charge des équations avec une loi de résistance de non-Darcy est développé pour simuler l'écoulement autour et dans des structures perméables. Les prévisions numériques montrent de bonnes concordances avec les résultats expérimentaux. Lorsqu'il s'agit des structures perméables, des régions de recyclage sont montrées pour être prolongées dans la direction descendant due à l'écoulement de soutirage passant par la structure perméable. L'intensité de turbulence est fortement réduite, comparé à la situation à une structure pleine, dans la région près de la surface et juste derrière les structures pour l'écoulement de turbulence au-dessus d'une structure perméable. La décharge au-dessus de la structure perméable indique une réduction significative de la capacité de canal et la distribution non-uniforme dans la direction du courant.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement turbulent En ligne : hcchan@mail.ncku.edu.tw [article] Velocity and turbulence field around permeable structure: comparisons between laboratory and numerical experiments = Champ de vitesse et de turbulence autour de structures perméables: comparaisons entre les expériences numériques et de laboratoire [texte imprimé] / Chan, H. C., Auteur ; Leu, J. M., Auteur ; Lai, C. J. . - 216-226.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 216-226
Mots-clés : Turbulent flow Porous media Permeable structure Open channel flowEcoulement turbulent Médias poreux Structure perméable Ecoulement ouvert de canal 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 results of a comparison between laboratory tests and numerical modeling for flow around permeable structures are presented. Three different structures are experimentally considered, first one is solid and second one is permeable structures. The permeable structures are represented by glass beads of two diameters, 2.5 and 1.5 cm, resulting in porosity equal to 0.475 and 0.349, respectively. A macroscopic model that solves the Reynolds-averaged Navier–Stokes equations with a non-Darcy resistance law is developed to simulate the flow around and within the permeable structures. The numerical predictions show good agreements with the experimental results. In the cases of permeable structures, recirculation regions are shown to be elongated in the downstream direction due to the bleed flow passing through the permeable structure. The turbulence intensity is highly reduced, compared to the situation with a solid structure, in the region near the surface and just behind the structures for the turbulence flow over a permeable structure. Discharge over the permeable structure indicates a significant reduction of the channel capacity and non-uniform distribution in the streamwise direction.
Les résultats d'une comparaison entre les essais en laboratoire et modeler numérique pour l'écoulement autour des structures perméables sont présentés. Trois structures différentes sont expérimentalement considérées, premier est plein et second est les structures perméables. Les structures perméables sont représentées par les perles de verre de deux 2.5 et 1.5 centimètre de diamètres, ayant pour résultat la porosité égale à 0.475 et à 0.349, respectivement. Un modèle macroscopique qui résout Reynolds-fait la moyenne Navier-Charge des équations avec une loi de résistance de non-Darcy est développé pour simuler l'écoulement autour et dans des structures perméables. Les prévisions numériques montrent de bonnes concordances avec les résultats expérimentaux. Lorsqu'il s'agit des structures perméables, des régions de recyclage sont montrées pour être prolongées dans la direction descendant due à l'écoulement de soutirage passant par la structure perméable. L'intensité de turbulence est fortement réduite, comparé à la situation à une structure pleine, dans la région près de la surface et juste derrière les structures pour l'écoulement de turbulence au-dessus d'une structure perméable. La décharge au-dessus de la structure perméable indique une réduction significative de la capacité de canal et la distribution non-uniforme dans la direction du courant.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement turbulent En ligne : hcchan@mail.ncku.edu.tw
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 227-238 p.
Titre : Three-dimensional numerical simulation of flow around stream deflectors: The effect of obstruction angle and length Titre original : Simulation numérique tridimensionnelle de l'écoulement autour des déflecteurs de jet: effet de l'angle et de longueur d'obstruction Type de document : texte imprimé Auteurs : Haltigin, Timothy W., Auteur ; Biron, Pascale M., Auteur ; Lapointe, Michel F. Article en page(s) : 227-238 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fish habitat Stream restoration Computational fluid dynamics Deflectors Separation zone Dynamic pressure Habitat de poissons Restauration de jet Liquide dynamique (CFD) Déflecteurs Zone de séparation Pression dynamique 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 : Fish habitat rehabilitation projects often use paired stream deflectors to increase bed shear stress and maintain a deep pool. Many of these projects have been unsuccessful, mainly because of the lack of knowledge of the complex three-dimensional (3D) flow dynamics created by the deflectors.
A 3D numerical model was used to simulate the flow field around stream deflectors in a laboratory flume. Predicted velocities were successfully evaluated against laboratory measurements. Deflectors ranging from contraction ratios of 0.1–0.35 oriented to flow at angles of 30–150º were used for the simulations. Results show that the upstream dynamic pressure maximum, upstream flow separation distance, upstream downwelling extent, and total downwelling distance all increase with deflector angles. However, local minimum dynamic pressure, nose velocity amplification, downstream downwelling extent, and flow contraction width are maximized at angles closer to 90º. In general, maximum downwelling magnitudes increase for longer deflectors, with the greatest values being found for the 135º deflectors. Increasing the length of the deflectors tends to amplify most of the flow parameters. These findings have important implications for the design of paired deflectors in fish habitat rehabilitation projects where the objective is to maximize the pool size downstream of the obstructions.
Les projets de réhabitation piscicole utilisent souvent des déflecteurs de jet assemblés par paire pour augmenter l'effort de cisaillement de lit et pour maintenir une piscine profonde. Plusieurs de ces projets ont été non réussis, principalement en raison du manque de la connaissance de la dynamique tridimensionnelle complexe de l'écoulement (3D) créée par les déflecteurs. Un modèle 3D numérique a été employé pour simuler le champ d'écoulement autour des déflecteurs de jet dans une canalisation de laboratoire. Des vitesses prévues ont été avec succès évaluées contre des mesures de laboratoire. Des déflecteurs s'étendant des rapports de contraction de 0.1-0.35 orienté à l'écoulement aux angles de 30-150º ont été utilisés pour les simulations. Les résultats prouvent que tous le maximum dynamique ascendant de pression, la distance ascendante de séparation d'écoulement, l'ampleur downwelling ascendante, et de total la distance downwelling augmentent avec des angles de déflecteur. Cependant, de la pression dynamique minimum locale, l'amplification de vitesse de nez, l'ampleur downwelling descendant, et la largeur de contraction d'écoulement sont maximisés aux angles plus près de 90º. Généralement les grandeurs downwelling maximum augmentent pour de plus longs déflecteurs, avec les plus grandes valeurs étant trouvées pour les déflecteurs 135º. L'augmentation de la longueur des déflecteurs tend à amplifier la plupart des paramètres d'écoulement. Ces résultats ont des implications importantes pour la conception des déflecteurs appareillés dans des projets de réadaptation d'habitat de poissons où l'objectif est de maximiser la taille de piscine en aval de les obstructions.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement En ligne : timothy.haltigin@mail.mcgill.ca [article] Three-dimensional numerical simulation of flow around stream deflectors: The effect of obstruction angle and length = Simulation numérique tridimensionnelle de l'écoulement autour des déflecteurs de jet: effet de l'angle et de longueur d'obstruction [texte imprimé] / Haltigin, Timothy W., Auteur ; Biron, Pascale M., Auteur ; Lapointe, Michel F. . - 227-238 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 227-238 p.
Mots-clés : Fish habitat Stream restoration Computational fluid dynamics Deflectors Separation zone Dynamic pressure Habitat de poissons Restauration de jet Liquide dynamique (CFD) Déflecteurs Zone de séparation Pression dynamique 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 : Fish habitat rehabilitation projects often use paired stream deflectors to increase bed shear stress and maintain a deep pool. Many of these projects have been unsuccessful, mainly because of the lack of knowledge of the complex three-dimensional (3D) flow dynamics created by the deflectors.
A 3D numerical model was used to simulate the flow field around stream deflectors in a laboratory flume. Predicted velocities were successfully evaluated against laboratory measurements. Deflectors ranging from contraction ratios of 0.1–0.35 oriented to flow at angles of 30–150º were used for the simulations. Results show that the upstream dynamic pressure maximum, upstream flow separation distance, upstream downwelling extent, and total downwelling distance all increase with deflector angles. However, local minimum dynamic pressure, nose velocity amplification, downstream downwelling extent, and flow contraction width are maximized at angles closer to 90º. In general, maximum downwelling magnitudes increase for longer deflectors, with the greatest values being found for the 135º deflectors. Increasing the length of the deflectors tends to amplify most of the flow parameters. These findings have important implications for the design of paired deflectors in fish habitat rehabilitation projects where the objective is to maximize the pool size downstream of the obstructions.
Les projets de réhabitation piscicole utilisent souvent des déflecteurs de jet assemblés par paire pour augmenter l'effort de cisaillement de lit et pour maintenir une piscine profonde. Plusieurs de ces projets ont été non réussis, principalement en raison du manque de la connaissance de la dynamique tridimensionnelle complexe de l'écoulement (3D) créée par les déflecteurs. Un modèle 3D numérique a été employé pour simuler le champ d'écoulement autour des déflecteurs de jet dans une canalisation de laboratoire. Des vitesses prévues ont été avec succès évaluées contre des mesures de laboratoire. Des déflecteurs s'étendant des rapports de contraction de 0.1-0.35 orienté à l'écoulement aux angles de 30-150º ont été utilisés pour les simulations. Les résultats prouvent que tous le maximum dynamique ascendant de pression, la distance ascendante de séparation d'écoulement, l'ampleur downwelling ascendante, et de total la distance downwelling augmentent avec des angles de déflecteur. Cependant, de la pression dynamique minimum locale, l'amplification de vitesse de nez, l'ampleur downwelling descendant, et la largeur de contraction d'écoulement sont maximisés aux angles plus près de 90º. Généralement les grandeurs downwelling maximum augmentent pour de plus longs déflecteurs, avec les plus grandes valeurs étant trouvées pour les déflecteurs 135º. L'augmentation de la longueur des déflecteurs tend à amplifier la plupart des paramètres d'écoulement. Ces résultats ont des implications importantes pour la conception des déflecteurs appareillés dans des projets de réadaptation d'habitat de poissons où l'objectif est de maximiser la taille de piscine en aval de les obstructions.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement En ligne : timothy.haltigin@mail.mcgill.ca
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 239-253 p.
Titre : Wave-induced boundary layer flows over a flat and rippled bed Titre original : Ecoulement de couche limite induits par la houle sur un fond plat et ondulé Type de document : texte imprimé Auteurs : Ourmières, Yann, Auteur ; Mouazé, Dominique, Auteur Article en page(s) : 239-253 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Wave-induced flow Flat bed Rippled bed Wave flumes LDV 2D model Stokes drift Ecoulement induit par vague Lit plat Lit ondulé Canalisations de vague LDV 2D modèle Charge la dérive 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 wave-induced boundary layer flow over a rippled bed is studied. A two-dimensional model aiming to solve the flow in the vicinity of the bed has been developed. First the model is tested for a flat bed case and comparison is made with experimental data obtained by laser Doppler velocimetry (LDV) in two wave flumes presenting different characteristics. As the numerical and experimental results are compared, particular attention is given to the mean Eulerian velocity profiles calculated from the two sources and the theoretical solution from Longuet-Higgins [Philos. Trans. Roy. Soc. Lond. A 245 (1953) 535]. Discrepancies are explained and the use of the available theory is discussed. The numerical model is then adapted to a rippled bed case and compared to experimental data obtained by LDV in a wave flume fitted with a rippled bed. The dynamical consistency of the model is tested and the appearance of a vortex created at each half-wave cycle is shown. Mean velocity profiles are plotted at different locations along the ripple profile. Different types of profile are obtained depending on the location. Mean velocity profiles from the model are studied for other flow and ripple conditions and it is shown that the profiles located at mid-distance between the crest and the trough always featured negative overshoot amplitude while the profiles located above the crest and the trough could be of either sign. An example of flow visualizations is also shown and qualitative comparisons are made with the numerical model run for a similar case.
On étudie l'écoulement de couche limite créé par la houle ondulé sur un fond ondulé. Un modèle bidimensionnel visant à résoudre l'écoulement à proximité du lit a été développé. D'abord le modèle est examiné pour une caisse plate de lit et la comparaison est rendue avec des données expérimentales obtenues par le laser Doppler velocimetry (LDV) dans deux canalisations de vague présentant différentes caractéristiques. Pendant que les résultats numériques et expérimentaux sont comparés, une attention particulière est donnée aux profils moyens de vitesse d'Eulerian calculés à partir des deux sources et de la solution théorique de Longuet-Higgins [Philos. Trans. Roy. Soc. Lond. 245 (1953) 535]. Des anomalies sont expliquées et l'utilisation de la théorie disponible est discutée. Le modèle numérique est alors adapté à une caisse ondulée de lit et comparé aux données expérimentales obtenues par LDV dans une canalisation de vague équipée d'un lit ondulé. L'uniformité dynamique du modèle est examinée et l'aspect d'un vortex créé à chaque cycle à demi onde est montré. Des profils moyens de vitesse sont tracés à différents endroits le long du profil d'ondulation. Différents types de profil sont obtenus selon l'endroit. Des profils moyens de vitesse du modèle sont étudiés pour l'autre écoulement et on montre des états et d'ondulation que les profils situés à la mi-distance entre la crête et la cuvette ont toujours comporté le négatif dépassent l'amplitude tandis que les profils situés au-dessus de la crête et de la cuvette pourraient être de l'un ou l'autre signe. Un exemple des visualisations d'écoulement est également montré et des comparaisons qualitatives sont faites avec le modèle numérique exécuté pour un cas semblable.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Houle En ligne : Yann.Ourmieres@hmg.inpg.fr [article] Wave-induced boundary layer flows over a flat and rippled bed = Ecoulement de couche limite induits par la houle sur un fond plat et ondulé [texte imprimé] / Ourmières, Yann, Auteur ; Mouazé, Dominique, Auteur . - 239-253 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 239-253 p.
Mots-clés : Wave-induced flow Flat bed Rippled bed Wave flumes LDV 2D model Stokes drift Ecoulement induit par vague Lit plat Lit ondulé Canalisations de vague LDV 2D modèle Charge la dérive 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 wave-induced boundary layer flow over a rippled bed is studied. A two-dimensional model aiming to solve the flow in the vicinity of the bed has been developed. First the model is tested for a flat bed case and comparison is made with experimental data obtained by laser Doppler velocimetry (LDV) in two wave flumes presenting different characteristics. As the numerical and experimental results are compared, particular attention is given to the mean Eulerian velocity profiles calculated from the two sources and the theoretical solution from Longuet-Higgins [Philos. Trans. Roy. Soc. Lond. A 245 (1953) 535]. Discrepancies are explained and the use of the available theory is discussed. The numerical model is then adapted to a rippled bed case and compared to experimental data obtained by LDV in a wave flume fitted with a rippled bed. The dynamical consistency of the model is tested and the appearance of a vortex created at each half-wave cycle is shown. Mean velocity profiles are plotted at different locations along the ripple profile. Different types of profile are obtained depending on the location. Mean velocity profiles from the model are studied for other flow and ripple conditions and it is shown that the profiles located at mid-distance between the crest and the trough always featured negative overshoot amplitude while the profiles located above the crest and the trough could be of either sign. An example of flow visualizations is also shown and qualitative comparisons are made with the numerical model run for a similar case.
On étudie l'écoulement de couche limite créé par la houle ondulé sur un fond ondulé. Un modèle bidimensionnel visant à résoudre l'écoulement à proximité du lit a été développé. D'abord le modèle est examiné pour une caisse plate de lit et la comparaison est rendue avec des données expérimentales obtenues par le laser Doppler velocimetry (LDV) dans deux canalisations de vague présentant différentes caractéristiques. Pendant que les résultats numériques et expérimentaux sont comparés, une attention particulière est donnée aux profils moyens de vitesse d'Eulerian calculés à partir des deux sources et de la solution théorique de Longuet-Higgins [Philos. Trans. Roy. Soc. Lond. 245 (1953) 535]. Des anomalies sont expliquées et l'utilisation de la théorie disponible est discutée. Le modèle numérique est alors adapté à une caisse ondulée de lit et comparé aux données expérimentales obtenues par LDV dans une canalisation de vague équipée d'un lit ondulé. L'uniformité dynamique du modèle est examinée et l'aspect d'un vortex créé à chaque cycle à demi onde est montré. Des profils moyens de vitesse sont tracés à différents endroits le long du profil d'ondulation. Différents types de profil sont obtenus selon l'endroit. Des profils moyens de vitesse du modèle sont étudiés pour l'autre écoulement et on montre des états et d'ondulation que les profils situés à la mi-distance entre la crête et la cuvette ont toujours comporté le négatif dépassent l'amplitude tandis que les profils situés au-dessus de la crête et de la cuvette pourraient être de l'un ou l'autre signe. Un exemple des visualisations d'écoulement est également montré et des comparaisons qualitatives sont faites avec le modèle numérique exécuté pour un cas semblable.
DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Houle En ligne : Yann.Ourmieres@hmg.inpg.fr
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 254-260 p.
Titre : Simulation of solute transport under oscillating groundwater flow in homogeneous aquifers Titre original : Simulation du transport de corps dissous par un écoulement souterrain oscillant dans des couches aquifères homogènes Type de document : texte imprimé Auteurs : Elfeki, Amro M. M., Auteur ; Lebreton, Sophie ; Uffink, Gerard J. M, Auteur Article en page(s) : 254-260 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Oscillating flow Solute transport Numerical modeling Groundwater Time dependent dispersion coefficient Spatial moments Ecoulement d'oscillation Transport de corps dissous Modélisation numérique Eaux souterraines Coefficient dépendant du temps de dispersion Moments spatiaux 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 : In this paper, we focus on the influence of temporal variations in the regional hydraulic gradient, particularly, on the impact of temporal variations in the boundary conditions on the spreading of solute plumes in homogenous aquifers. We examined the problem by numerical simulations. Two-dimensional fully implicit finite difference model TRANS_GW_2D for the unsteady groundwater flow and a random walk particle tracking model TRANS_RW_2D for solute transport have been developed to solve the governing equations without restriction on the values of aquifer storativity or on the magnitude of the temporal fluctuations. It has been shown that transient flow conditions (in terms of gradient magnitude variability) have a significant impact on contaminant transport only if the amplitude and period of the oscillations are relatively large. For relatively small oscillations, a steady state flow field can be justified. Transient conditions may be relevant in coastal aquifers with high tidal amplitudes. This tidal variation can have an effect on the spreading of solutes and on salt-water intrusion. Our numerical experiments demonstrate that in case of relatively high storativity values, the dispersion coefficient is amplified in time as the plume moves towards the fluctuating boundary.
En cet article, nous nous intéressons à l'influence des variations temporelles du gradient hydraulique régional, en particulier, sur l'impact des variations temporelles des conditions de frontière sur la propagation des plumes de corps dissous en couches aquifères homogènes. Nous avons examiné le problème par des simulations numériques. Le modèle fini entièrement implicite bidimensionnel TRANS_GW_2D de différence pour l'écoulement instable d'eaux souterraines et une particule de promenade aléatoire dépistant le modèle TRANS_RW_2D pour le transport de corps dissous ont été développés pour résoudre les équations régissantes sans restriction aux valeurs du storativity de couche aquifère ou à l'importance des fluctuations temporelles. On lui a montré que les états d'écouement transitoire (en termes de variabilité de grandeur de gradient) ont un impact significatif sur le transport de contaminant seulement si l'amplitude et la période des oscillations sont relativement grandes. Pour des oscillations relativement petites, un champ d'écoulement d'état d'équilibre peut être justifié. Les conditions passagères peuvent être appropriées en couches aquifères côtières avec des amplitudes de marée élevées. Cette variation de marée peut avoir un effet sur la propagation des corps dissous et sur l'intrusion d'eau de mer. Nos expériences numériques démontrent qu'en cas de valeurs relativement élevées de storativity, le coefficient de dispersion est amplifié à temps pendant que la plume se déplace vers la frontière de fluctuation.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Eaux souterraines Ecoulement En ligne : elfeki_amr@yahoo.co.uk [article] Simulation of solute transport under oscillating groundwater flow in homogeneous aquifers = Simulation du transport de corps dissous par un écoulement souterrain oscillant dans des couches aquifères homogènes [texte imprimé] / Elfeki, Amro M. M., Auteur ; Lebreton, Sophie ; Uffink, Gerard J. M, Auteur . - 254-260 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 254-260 p.
Mots-clés : Oscillating flow Solute transport Numerical modeling Groundwater Time dependent dispersion coefficient Spatial moments Ecoulement d'oscillation Transport de corps dissous Modélisation numérique Eaux souterraines Coefficient dépendant du temps de dispersion Moments spatiaux 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 : In this paper, we focus on the influence of temporal variations in the regional hydraulic gradient, particularly, on the impact of temporal variations in the boundary conditions on the spreading of solute plumes in homogenous aquifers. We examined the problem by numerical simulations. Two-dimensional fully implicit finite difference model TRANS_GW_2D for the unsteady groundwater flow and a random walk particle tracking model TRANS_RW_2D for solute transport have been developed to solve the governing equations without restriction on the values of aquifer storativity or on the magnitude of the temporal fluctuations. It has been shown that transient flow conditions (in terms of gradient magnitude variability) have a significant impact on contaminant transport only if the amplitude and period of the oscillations are relatively large. For relatively small oscillations, a steady state flow field can be justified. Transient conditions may be relevant in coastal aquifers with high tidal amplitudes. This tidal variation can have an effect on the spreading of solutes and on salt-water intrusion. Our numerical experiments demonstrate that in case of relatively high storativity values, the dispersion coefficient is amplified in time as the plume moves towards the fluctuating boundary.
En cet article, nous nous intéressons à l'influence des variations temporelles du gradient hydraulique régional, en particulier, sur l'impact des variations temporelles des conditions de frontière sur la propagation des plumes de corps dissous en couches aquifères homogènes. Nous avons examiné le problème par des simulations numériques. Le modèle fini entièrement implicite bidimensionnel TRANS_GW_2D de différence pour l'écoulement instable d'eaux souterraines et une particule de promenade aléatoire dépistant le modèle TRANS_RW_2D pour le transport de corps dissous ont été développés pour résoudre les équations régissantes sans restriction aux valeurs du storativity de couche aquifère ou à l'importance des fluctuations temporelles. On lui a montré que les états d'écouement transitoire (en termes de variabilité de grandeur de gradient) ont un impact significatif sur le transport de contaminant seulement si l'amplitude et la période des oscillations sont relativement grandes. Pour des oscillations relativement petites, un champ d'écoulement d'état d'équilibre peut être justifié. Les conditions passagères peuvent être appropriées en couches aquifères côtières avec des amplitudes de marée élevées. Cette variation de marée peut avoir un effet sur la propagation des corps dissous et sur l'intrusion d'eau de mer. Nos expériences numériques démontrent qu'en cas de valeurs relativement élevées de storativity, le coefficient de dispersion est amplifié à temps pendant que la plume se déplace vers la frontière de fluctuation.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Eaux souterraines Ecoulement En ligne : elfeki_amr@yahoo.co.uk
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 261-269 p.
Titre : The surf zone distortion of beach profiles in small-scale coastal models Titre original : Distorsion des profils de plage dans la zone de surf des modèles réduits côtiers de petite échelle Type de document : texte imprimé Auteurs : Ranieri, G., Auteur Article en page(s) : 261-269 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Coastal model Beach profile Scale effect Distortion Scale law Fall velocity Sand particle-size curve Modèle côtier Profil de plage Effet de balance Déformation Loi de balance Vitesse de chute Courbe de dimension des particules de sable 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 : In recent costal modeling practice physical models are constructed in undistorted scales preserving the Froude similarity. Correction for scale effect is obtained a posteriori by means of a distortion coefficient, which multiplies the final quasi-equilibrium profile abscissa and provides a correction of the predicted prototype beach slope. The choice of this distortion coefficient is therefore crucial as it highly affects the reliability of the prototype reproduction. Furthermore, it has been observed that, because of the complexity of coastal sediment transport phenomena and beach profiling in the surf zone, a single coefficient does not succeed in correcting the whole beach profile. The scale effects affecting the surf zone of Froude models has been examined in this paper. A method for correcting scale effects in the surf zone is proposed. It is based on a distortion parameter, αsurf , to be applied only to the beach surf zone, leaving the offshore and foreshore parts undistorted, above and below the surf zone. An empirically based formula is found for calculating αsurf as a function of the ratio between a parameter representing bed load transport and the characteristics of the model sand, expressed by the mean diameter D50 and the Kurtosis parameter of the particle-size curve. It is commonly accepted that scale effects can be minimized if, besides Froude similarity, the Dean parameter is the same both in the prototype and in the model. However, this often implies very large model scales, not compatible with laboratory facilities. It is shown that the introduction of the αsurf parameter allows to employ a more practical small model scale by properly correcting scale effects, even though Dean similarity is not respected.
Dans la pratique modelante costale récente des modèles physiques sont construits dans les balances déformées préservant la similitude de Froude. La correction pour l'effet de balance est obtenue a posteriori au moyen d'un coefficient de déformation, qui multiplie l'abscisse quasi de profil d'équilibre de finale et fournit une correction de la pente prévue de plage de prototype. Le choix de ce coefficient de déformation est donc crucial car il affecte fortement la fiabilité de la reproduction de prototype. En outre, on l'a observé que, en raison de la complexité des phénomènes côtiers et de la plage de transport de sédiment profilant dans la zone de vague déferlante, un coefficient simple ne réussit pas à corriger le profil entier de plage. Les effets de balance affectant la zone de vague déferlante des modèles de Froude a été examinés en cet article. On propose une méthode pour corriger des effets de balance en zone de vague déferlante. Elle est basée sur un paramètre de déformation, αsurf, pour être appliquée seulement à la zone de vague déferlante de plage, laissant les pièces en mer et de lais undistorted, au-dessus et au-dessous de la zone de vague déferlante. Une formule empirique est trouvée pour le αsurf calculateur en fonction du rapport entre un paramètre représentant le transport de charge de lit et les caractéristiques du sable modèle, exprimées par le diamètre moyen D50 et le paramètre de kurtosis de la courbe de dimension particulaire. On l'accepte généralement que des effets de balance peuvent être réduits au minimum si, sans compter que la similitude de Froude, le paramètre de doyen est le même dans le prototype et dans le modèle. Cependant, ceci implique souvent les balances modèles très grandes, non compatibles avec des équipements de laboratoire. On lui montre que l'introduction du paramètre de αsurf laisse utiliser une petite balance modèle plus pratique en corrigeant correctement des effets de balance, quoique la similitude de doyen ne soit pas respectée.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Echelles En ligne : g.ranieri@poliba.it [article] The surf zone distortion of beach profiles in small-scale coastal models = Distorsion des profils de plage dans la zone de surf des modèles réduits côtiers de petite échelle [texte imprimé] / Ranieri, G., Auteur . - 261-269 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 261-269 p.
Mots-clés : Coastal model Beach profile Scale effect Distortion Scale law Fall velocity Sand particle-size curve Modèle côtier Profil de plage Effet de balance Déformation Loi de balance Vitesse de chute Courbe de dimension des particules de sable 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 : In recent costal modeling practice physical models are constructed in undistorted scales preserving the Froude similarity. Correction for scale effect is obtained a posteriori by means of a distortion coefficient, which multiplies the final quasi-equilibrium profile abscissa and provides a correction of the predicted prototype beach slope. The choice of this distortion coefficient is therefore crucial as it highly affects the reliability of the prototype reproduction. Furthermore, it has been observed that, because of the complexity of coastal sediment transport phenomena and beach profiling in the surf zone, a single coefficient does not succeed in correcting the whole beach profile. The scale effects affecting the surf zone of Froude models has been examined in this paper. A method for correcting scale effects in the surf zone is proposed. It is based on a distortion parameter, αsurf , to be applied only to the beach surf zone, leaving the offshore and foreshore parts undistorted, above and below the surf zone. An empirically based formula is found for calculating αsurf as a function of the ratio between a parameter representing bed load transport and the characteristics of the model sand, expressed by the mean diameter D50 and the Kurtosis parameter of the particle-size curve. It is commonly accepted that scale effects can be minimized if, besides Froude similarity, the Dean parameter is the same both in the prototype and in the model. However, this often implies very large model scales, not compatible with laboratory facilities. It is shown that the introduction of the αsurf parameter allows to employ a more practical small model scale by properly correcting scale effects, even though Dean similarity is not respected.
Dans la pratique modelante costale récente des modèles physiques sont construits dans les balances déformées préservant la similitude de Froude. La correction pour l'effet de balance est obtenue a posteriori au moyen d'un coefficient de déformation, qui multiplie l'abscisse quasi de profil d'équilibre de finale et fournit une correction de la pente prévue de plage de prototype. Le choix de ce coefficient de déformation est donc crucial car il affecte fortement la fiabilité de la reproduction de prototype. En outre, on l'a observé que, en raison de la complexité des phénomènes côtiers et de la plage de transport de sédiment profilant dans la zone de vague déferlante, un coefficient simple ne réussit pas à corriger le profil entier de plage. Les effets de balance affectant la zone de vague déferlante des modèles de Froude a été examinés en cet article. On propose une méthode pour corriger des effets de balance en zone de vague déferlante. Elle est basée sur un paramètre de déformation, αsurf, pour être appliquée seulement à la zone de vague déferlante de plage, laissant les pièces en mer et de lais undistorted, au-dessus et au-dessous de la zone de vague déferlante. Une formule empirique est trouvée pour le αsurf calculateur en fonction du rapport entre un paramètre représentant le transport de charge de lit et les caractéristiques du sable modèle, exprimées par le diamètre moyen D50 et le paramètre de kurtosis de la courbe de dimension particulaire. On l'accepte généralement que des effets de balance peuvent être réduits au minimum si, sans compter que la similitude de Froude, le paramètre de doyen est le même dans le prototype et dans le modèle. Cependant, ceci implique souvent les balances modèles très grandes, non compatibles avec des équipements de laboratoire. On lui montre que l'introduction du paramètre de αsurf laisse utiliser une petite balance modèle plus pratique en corrigeant correctement des effets de balance, quoique la similitude de doyen ne soit pas respectée.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Echelles En ligne : g.ranieri@poliba.it
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 270-278 p.
Titre : Flow recovery in the wake of a suspended flat plate Titre original : Réalisation d'un écoulement dans le sillage d'une plaque plane suspendue Type de document : texte imprimé Auteurs : Krampa-Morlu, F. N., Auteur ; Balachandar, R., Auteur Article en page(s) : 270-278 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Flow recovery Suspended flat plate Wall jetRétablissement d'écoulement Plaque plate suspendue Le mur en jet 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 flow field behind a flat plate suspended in an open channel is investigated using LDV. The formation of a gap between the plate and channel bed produces a flow that is different from the flow around a wall-mounted bluff body. The gap can be perceived as an end condition of the plate that suppresses the formation of the horseshoe vortex and modifies the interaction between the plate and the wall bounded flow. As the flow plunges under the plate through the gap, a wall jet is formed. As the wall jet grows and interacts with the wake-like flow, the effect of the wall jet diminishes with increasing distance downstream of the plate, beyond which the turbulent flow in the wake may be considered to be quasi-two-dimensional. Flow recovery is examined in terms of the mean velocity, turbulence intensity and quadrant decomposition. The present results indicate that the near-wall region of the mean flow recovers faster than the outer region. The turbulent intensities showed a similar tendency. The Reynolds shear stress distributions indicated full recovery while turbulence intensities did not recover completely, especially in the outer regions of the flow. However, a quadrant analysis reveals that at the last measuring station and away from the wall region, the flow is still being influenced by the disturbance generated in the wake region.
Le champ d'écoulement derrière une plaque plate suspendue dans un canal ouvert est étudié en utilisant LDV. La formation d'un espace entre le plat et le lit de canal produit un écoulement qui est différent de l'écoulement autour d'un corps fixé au mur de bluff. L'espace peut être perçu comme état de fin du plat qui supprime la formation du vortex en fer à cheval et modifie l'interaction entre le plat et l'écoulement lié par mur. Pendant que l'écoulement plonge sous le plat par l'espace, un mur voyagent en jet est formé. Pendant que le mur voyagent en jet se développe et agit l'un sur l'autre avec réveiller-comme l'écoulement, l'effet du mur voyagent en jet diminue avec l'augmentation de la distance en aval de le plat, au delà duquel l'écoulement turbulent dans le sillage peut être considéré pour comme quasi-deux-dimensionnel. Le rétablissement d'écoulement est examiné en termes de vitesse, intensité de turbulence et décomposition moyennes de quart de cercle. Les résultats actuels indiquent que la région de proche-mur de l'écoulement moyen récupère plus rapidement que la région externe. Les intensités turbulentes ont montré une tendance semblable. Les distributions d'effort de cisaillement de Reynolds ont indiqué le plein rétablissement alors que les intensités de turbulence ne récupéraient pas complètement, particulièrement dans les régions externes de l'écoulement. Cependant, une analyse de quart de cercle indique qu'à la dernière station de mesure et loin de la région de mur, l'écoulement est toujours en train d'être influencé par la perturbation produite dans la région de sillage.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement En ligne : rambala@uwindsor.ca [article] Flow recovery in the wake of a suspended flat plate = Réalisation d'un écoulement dans le sillage d'une plaque plane suspendue [texte imprimé] / Krampa-Morlu, F. N., Auteur ; Balachandar, R., Auteur . - 270-278 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 270-278 p.
Mots-clés : Flow recovery Suspended flat plate Wall jetRétablissement d'écoulement Plaque plate suspendue Le mur en jet 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 flow field behind a flat plate suspended in an open channel is investigated using LDV. The formation of a gap between the plate and channel bed produces a flow that is different from the flow around a wall-mounted bluff body. The gap can be perceived as an end condition of the plate that suppresses the formation of the horseshoe vortex and modifies the interaction between the plate and the wall bounded flow. As the flow plunges under the plate through the gap, a wall jet is formed. As the wall jet grows and interacts with the wake-like flow, the effect of the wall jet diminishes with increasing distance downstream of the plate, beyond which the turbulent flow in the wake may be considered to be quasi-two-dimensional. Flow recovery is examined in terms of the mean velocity, turbulence intensity and quadrant decomposition. The present results indicate that the near-wall region of the mean flow recovers faster than the outer region. The turbulent intensities showed a similar tendency. The Reynolds shear stress distributions indicated full recovery while turbulence intensities did not recover completely, especially in the outer regions of the flow. However, a quadrant analysis reveals that at the last measuring station and away from the wall region, the flow is still being influenced by the disturbance generated in the wake region.
Le champ d'écoulement derrière une plaque plate suspendue dans un canal ouvert est étudié en utilisant LDV. La formation d'un espace entre le plat et le lit de canal produit un écoulement qui est différent de l'écoulement autour d'un corps fixé au mur de bluff. L'espace peut être perçu comme état de fin du plat qui supprime la formation du vortex en fer à cheval et modifie l'interaction entre le plat et l'écoulement lié par mur. Pendant que l'écoulement plonge sous le plat par l'espace, un mur voyagent en jet est formé. Pendant que le mur voyagent en jet se développe et agit l'un sur l'autre avec réveiller-comme l'écoulement, l'effet du mur voyagent en jet diminue avec l'augmentation de la distance en aval de le plat, au delà duquel l'écoulement turbulent dans le sillage peut être considéré pour comme quasi-deux-dimensionnel. Le rétablissement d'écoulement est examiné en termes de vitesse, intensité de turbulence et décomposition moyennes de quart de cercle. Les résultats actuels indiquent que la région de proche-mur de l'écoulement moyen récupère plus rapidement que la région externe. Les intensités turbulentes ont montré une tendance semblable. Les distributions d'effort de cisaillement de Reynolds ont indiqué le plein rétablissement alors que les intensités de turbulence ne récupéraient pas complètement, particulièrement dans les régions externes de l'écoulement. Cependant, une analyse de quart de cercle indique qu'à la dernière station de mesure et loin de la région de mur, l'écoulement est toujours en train d'être influencé par la perturbation produite dans la région de sillage.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Ecoulement En ligne : rambala@uwindsor.ca
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 279-287 p.
Titre : A numerical model for two-phase immiscible fluid flow in a porous medium Titre original : Un modèle numérique pour calculer l'écoulement d'un fluide diphasique non miscible en milieu poreux Type de document : texte imprimé Auteurs : Ozdemir, Osman N., Auteur ; Ger, Metin, Auteur ; Yildiz, Ebru F., Auteur Article en page(s) : 279-287 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Silicates Injection Chemical grouting Vector volume Finite difference method Numerical model Silicates Injection Jointoiement chimique Volume de vecteur Méthode finie de différence Modèle numérique 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 : Chemical grouting may be defined as the injection of chemical mixtures, known as grouts, into the pore space of the soil. It is extensively used for ground stabilization in the construction industry. The mechanism by which injected grout permeates a soil mass involves a complex interaction of both chemical and physical factors that are not well understood. The objective of this work is to develop a two-dimensional numerical model for the computation of a two-phase immiscible flow in a porous medium. The phases of flow are grout and water. It is assumed that the phase of grout is non-wetting type. An important aspect of the chemical grout—hardening of the grout mix— is considered in the model. The coefficient of hardening is a parameter that represents the gelation behaviour of the chemical grout mix. The numerical model applied is based on a finite difference scheme known as vector volumes. The model is capable of estimating the order of magnitude and distribution of pore pressures that are developed during the injection process and the effects of non-homogeneities such as variations in permeability. The results are checked against laboratory tests. In practice, the numerical model may be used to avoid the expensive and time-consuming laboratory tests.
Le coulis chimique peut être défini comme injection des mélanges chimiques, connue sous le nom de coulis, dans le pore du sol. Il est intensivement employé pour la stabilisation au sol dans l'industrie du bâtiment. Le mécanisme par lequel a injecté le coulis imprègne une masse de sol implique une interaction complexe des facteurs chimiques et physiques qui ne sont pas bons compris. L'objectif de ce travail est de développer un modèle numérique bidimensionnel pour le calcul d'un écoulement non-miscible biphasé dans un milieu poreux. Les phases de l'écoulement sont coulis et eau. On le suppose que la phase du coulis est type de non-mouillage. Un aspect important du jointoyer-durcissement chimique du mélange de coulis est considéré dans le modèle. Le coefficient de durcissement est un paramètre qui représente le comportement de congélation du mélange chimique de coulis. Le modèle numérique appliqué est basé sur un arrangement fini de différence connu sous le nom de volumes de vecteur. Le modèle est capable d'estimer l'ordre de grandeur et la distribution des pressions de pore qui sont développées pendant le procédé d'injection et les effets des non-homogénéités telles que des variations de perméabilité. Les résultats sont vérifiés contre des essais en laboratoire. Dans la pratique, le modèle numérique peut être employé pour éviter les essais en laboratoire chers et longs.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Fluides Ecoulement En ligne : Ozdemir@gazi.edu.tr [article] A numerical model for two-phase immiscible fluid flow in a porous medium = Un modèle numérique pour calculer l'écoulement d'un fluide diphasique non miscible en milieu poreux [texte imprimé] / Ozdemir, Osman N., Auteur ; Ger, Metin, Auteur ; Yildiz, Ebru F., Auteur . - 279-287 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydraulic research > Vol. 45 N°2 (2007) . - 279-287 p.
Mots-clés : Silicates Injection Chemical grouting Vector volume Finite difference method Numerical model Silicates Injection Jointoiement chimique Volume de vecteur Méthode finie de différence Modèle numérique 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 : Chemical grouting may be defined as the injection of chemical mixtures, known as grouts, into the pore space of the soil. It is extensively used for ground stabilization in the construction industry. The mechanism by which injected grout permeates a soil mass involves a complex interaction of both chemical and physical factors that are not well understood. The objective of this work is to develop a two-dimensional numerical model for the computation of a two-phase immiscible flow in a porous medium. The phases of flow are grout and water. It is assumed that the phase of grout is non-wetting type. An important aspect of the chemical grout—hardening of the grout mix— is considered in the model. The coefficient of hardening is a parameter that represents the gelation behaviour of the chemical grout mix. The numerical model applied is based on a finite difference scheme known as vector volumes. The model is capable of estimating the order of magnitude and distribution of pore pressures that are developed during the injection process and the effects of non-homogeneities such as variations in permeability. The results are checked against laboratory tests. In practice, the numerical model may be used to avoid the expensive and time-consuming laboratory tests.
Le coulis chimique peut être défini comme injection des mélanges chimiques, connue sous le nom de coulis, dans le pore du sol. Il est intensivement employé pour la stabilisation au sol dans l'industrie du bâtiment. Le mécanisme par lequel a injecté le coulis imprègne une masse de sol implique une interaction complexe des facteurs chimiques et physiques qui ne sont pas bons compris. L'objectif de ce travail est de développer un modèle numérique bidimensionnel pour le calcul d'un écoulement non-miscible biphasé dans un milieu poreux. Les phases de l'écoulement sont coulis et eau. On le suppose que la phase du coulis est type de non-mouillage. Un aspect important du jointoyer-durcissement chimique du mélange de coulis est considéré dans le modèle. Le coefficient de durcissement est un paramètre qui représente le comportement de congélation du mélange chimique de coulis. Le modèle numérique appliqué est basé sur un arrangement fini de différence connu sous le nom de volumes de vecteur. Le modèle est capable d'estimer l'ordre de grandeur et la distribution des pressions de pore qui sont développées pendant le procédé d'injection et les effets des non-homogénéités telles que des variations de perméabilité. Les résultats sont vérifiés contre des essais en laboratoire. Dans la pratique, le modèle numérique peut être employé pour éviter les essais en laboratoire chers et longs.DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Fluides Ecoulement En ligne : Ozdemir@gazi.edu.tr
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