Structure et modélisation d'écoulements à surface libre dans des canaux de rugosité inhomogène

par Sahbi Zaouali

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et des planètes solides

Sous la direction de Lucien Masbernat et de Mahmoud Moussa.

Soutenue en 2008

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    Cette thèse développe une analyse expérimentale et numérique de la structure d'un écoulement turbulent pleinement développé, dans un canal rectangulaire à ciel ouvert dont le fond présente un fort contraste transversal de rugosité. Les mesures par Anémométrie Laser Doppler à deux composantes ont conduit à une description détaillée des champs du tenseur de Reynolds dans la zone de paroi et sous la surface libre. La simulation numérique exige la mise en oeuvre de modèles du tenseur de Reynolds. Nous avons adapté une version algébrique du modèle de Gibson & Rodi (1989). Le modèle simule correctement l'évolution transversale et verticale des profils des contraintes turbulentes. Ce modèle est exploité pour proposer de nouvelles fermetures sur le frottement à la paroi et les termes dispersifs des modèles intégrés de Saint Venant.

  • Titre traduit

    Structure and modeling of free surface flows with bed roughness variation


  • Résumé

    This study presents experimental and numerical results of the fully developed flow in a straight, rectangular open channel with a sharp transverse variation of the bottom roughness. Using a two component Laser Doppler Anemometer, we obtained a detailed description of the Reynolds tensor and mean velocity fields. It was so possible to analyse the wall laws of the Reynolds tensor components and their behaviour near the free surface. The calculation of such flow requires second-order closure models of the Reynolds stresses. The algebraic stress model developed in this work is issued from the Reynolds stress transport model of Gibson & Rodi (1989). The stress model permits to predict correctly the transverse evolution of the vertical profiles of the Reynolds stress tensor components. This model allows us also to suggest new closures of the local bottom friction and the transverse dispersion due to the turbulence and the advection by the secondary flows, in the 2D-Saint Venant equations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-158

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 : 08INPT008H/2
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