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Approche numérique simplifiée et comparaison aux résultats expérimentaux

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Academic year: 2021

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.hach.ulg.ac.be

Approche numérique simplifiée

et comparaison aux résultats expérimentaux

Olivier Machiels

Université de Liège

Unité d’Hydrologie, Hydrodynamique Appliquée et Constructions Hydrauliques – HACH

Laboratoire d’Hydraulique des Constructions

23 Octobre 2009

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.hach.ulg.ac.be

Cadre de la recherche

Compréhension de la physique des 

écoulements

Influence des principaux paramètres 

géométriques

Modèle réduit à grande échelle

Modélisation numérique

simplifiée

Modèles réduits à

géométries variables

Pour définir : 

ƒ Intérêts et limitations

ƒ Principaux paramètres

Pour définir : 

ƒ Paramètres les plus importants

ƒ Influence sur les capacité d’évacuation

Formulations analytiques 

physiquement basées

Dimensionnement de structures

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Modèle numérique 1D type « ligne d’eau »

C

w am

C

w lat

C

w av

Q, H*

H

av

H

am

Approche numérique

ƒ Tracé des lignes d’eau dans l’inlet et l’outlet

ƒ Utilisation de coefficients de débit en 

condition partiellement noyée

ƒ Mesure des courbes de débitance

ƒ Prédimensionnement des modèles 

physiques pour étude paramétrique

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.2 0.4 0.6 Cw H*/P

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1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Efficacité : Cw

/ 0.494

Charge relative : H* / P

Etude expérimentale sur modèle physique

Modèle physique

ƒ Etude sur modèle physique à grande 

échelle

ƒ Caractérisation globale des écoulements

ƒ Tracé des lignes de courants

ƒ Mesure des profils de vitesse, de pression 

et de surface libre

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.hach.ulg.ac.be

Validation modèle 1D

Modèle physique à grande échelle

ƒ Courbe de débitance

ƒ Allure de surface libre

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Cw

H*/P

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Validation modèle 1D

Modèle physique à grande échelle

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Validation modèle 1D

Modèle type B Ho Ta Khanh

ƒ Courbe de débitance

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Cw

H*/P

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Etude paramétrique

Paramètre a/b

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Cw

H*/P

W/P = 1.14

a/b = 0.143 a/b = 0.333 a/b = 0.6 a/b = 1 a/b = 1.667 a/b = 3 a/b = 7

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.hach.ulg.ac.be

Etude paramétrique

Paramètre a/b

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Cw

H*/P

W/P = 1.33

a/b = 0.143 a/b = 0.333 a/b = 0.6 a/b = 1 a/b = 1.667 a/b = 3 a/b = 7

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.hach.ulg.ac.be

Etude paramétrique

Paramètre a/b

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Cw

H*/P

W/P = 2.4

a/b = 0.143 a/b = 0.333 a/b = 0.6 a/b = 1 a/b = 1.667 a/b = 3 a/b = 7

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Etude paramétrique

Paramètre W/P

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Cw

H*/P

a/b = 0.6

W/P = 1.14 W/P = 1.33 W/P = 2.4

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.hach.ulg.ac.be

Etude paramétrique

Paramètre W/P

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Cw

H*/P

a/b = 1

W/P = 1.14 W/P = 1.33 W/P = 2.4

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.hach.ulg.ac.be

Etude paramétrique

Paramètre W/P

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Cw

H*/P

a/b = 3

W/P = 1.14 W/P = 1.33 W/P = 2.4

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Conclusion

Modèle 1D

ƒ Par construction des lignes d’eau dans l’inlet et l’outlet

ƒ Tenant compte des échanges entre inlet et outlet via un coefficient de débit pour déversoir 

partiellement noyé

ƒ Validé sur les résultats expérimentaux de l’ULg et du modèle B d’Ho Ta Khanh

Perspectives

ƒ Prédimensionnement de modèles physiques pour étude paramétrique

ƒ Raffinement du modèle sur base de résultats expérimentaux (coefficients de débitance)

ƒ Aide au prédimensionnement de structures de projet réels

Références

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