Écoulement à surface libre sur fond de rugosité inhomogène

par Chouaib Labiod

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et de l'environnement

Sous la direction de Lucien Masbernat.

Soutenue en 2005

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    Nous présentons les résultats de travaux expérimentaux et de modélisation relatifs à des écoulements à surface libre sur un fond présentant un gradient transversal de rugosité, qui, en liaison, avec l'anisotropie de la turbulence est à l'origine d'écoulements secondaires. Au moyen d'un anémomètre Laser Doppler on a déterminé l'évolution transversale des champs de vitesse moyenne et des composantes du tenseur de Reynolds et on en a déduit la distribution transversale du frottement pariétal, de la position de l'origine de la loi logarithmique et de la fonction de la rugosité. L'interprétation de l'évolution des profils verticaux des fluctuations longitudinales et verticales s'appuie sur des solutions analytiques. Elles reposent sur un modèle algébrique des contraintes de Reynolds et sont établies dans la zone de paroi ou près de la surface libre. Des simulations numériques d'écoulements parallèles et non parallèles sont ensuite commentées. Les premiers résultats sont encourageants même si des améliorations doivent être apportées pour mieux rendre compte des interactions près de la surface libre et de la paroi latérale.

  • Titre traduit

    Free surface flow on an inhomogeneous rough bottom


  • Résumé

    We present new experimental results and, as well analytical as numerical modelling of free surface flows developing on a bottom with transverse gradient of roughness. This gradient, with the anisotropy of turbulence, is at the origin of secondary flows. We determined the transverse evolution of the mean velocity and of the Reynolds tensor components, using a laser Doppler anemometer. Then we obtained the transverse distribution of the wall shear stress, the origin of the logarithmic law and the roughness function. The interpretation of the evolution of the vertical profiles of longitudinal and vertical fluctuations is based on analytical solutions obtained from an algebraic stress model. These solutions are established in the wall zone or in the vicinity of the free surface. Numerical simulations of parallel and non-parallel flows are then discussed. The first results are promising although improvements could be introduced in order to better take into account the interactions close to the free surface and the side-wall.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (135 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 131-135

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure d'électrotechnique, d'électronique, d'informatique, d'hydraulique et des télécommunications. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05INPT019H/1
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