当前位置:
X-MOL 学术
›
Adv. Water Resour.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
2D experiments and numerical simulation of the oscillatory shallow flow in an open channel lateral cavity
Advances in Water Resources ( IF 4.7 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1016/j.advwatres.2020.103836 A. Navas-Montilla , S. Martínez-Aranda , A. Lozano , I. García-Palacín , P. García-Navarro
Advances in Water Resources ( IF 4.7 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1016/j.advwatres.2020.103836 A. Navas-Montilla , S. Martínez-Aranda , A. Lozano , I. García-Palacín , P. García-Navarro
Abstract Steady shallow flows past an open channel lateral cavity can induce the excitation of an eigenmode of a gravity standing wave inside the cavity, called seiche, which may be coupled with the shedding of vortices at the opening of the cavity. The presence of the seiche is of fundamental interest as it enhances the mass exchange between the main channel and the cavity. Measurements of the time evolution of the water surface are not often found in the literature for this type of flows. In this work, an experimental and numerical study of a shallow flow past a channel lateral cavity is carried out. The main novelty is the use of a pioneering non-intrusive experimental technique to measure the water surface at the channel-cavity region. This optical technique offers high resolution 2D data in time and space of the water surface evolution, allowing to determine the relevant features of the seiche oscillation. Such data are supplemented with Particle Image Velocimetry measurements. Furthermore, the experiments are numerically reproduced using a high-resolution depth-averaged URANS shallow water model, under the assumption that shallow water turbulence is mainly horizontal. The experimental and numerical results are analyzed in the frequency domain. High-resolution two-dimensional amplitude oscillation maps of the seiche phenomenon, as well as velocity fields, are presented. The high quality of the experimental data reported in this work makes this data set a suitable benchmark for numerical simulation models in order to evaluate their performance in the resolution of turbulent resonant shallow flows.
中文翻译:
明渠侧腔中振荡浅层流的二维实验和数值模拟
摘要 稳定的浅层流通过明渠横向空腔可以在空腔内激发重力驻波的本征模,称为 seiche,这可能与空腔开口处的涡旋脱落相耦合。seiche 的存在具有重要意义,因为它增强了主通道和空腔之间的质量交换。对于这种类型的流动,水面时间演变的测量在文献中并不常见。在这项工作中,对通过通道横向空腔的浅层流进行了实验和数值研究。主要新颖之处在于使用开创性的非侵入式实验技术来测量通道腔区域的水面。这种光学技术提供了水面演化的时间和空间的高分辨率二维数据,允许确定seiche振荡的相关特征。这些数据补充了粒子图像测速测量。此外,在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。这些数据补充了粒子图像测速测量。此外,在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。这些数据补充了粒子图像测速测量。此外,在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。
更新日期:2021-02-01
中文翻译:
明渠侧腔中振荡浅层流的二维实验和数值模拟
摘要 稳定的浅层流通过明渠横向空腔可以在空腔内激发重力驻波的本征模,称为 seiche,这可能与空腔开口处的涡旋脱落相耦合。seiche 的存在具有重要意义,因为它增强了主通道和空腔之间的质量交换。对于这种类型的流动,水面时间演变的测量在文献中并不常见。在这项工作中,对通过通道横向空腔的浅层流进行了实验和数值研究。主要新颖之处在于使用开创性的非侵入式实验技术来测量通道腔区域的水面。这种光学技术提供了水面演化的时间和空间的高分辨率二维数据,允许确定seiche振荡的相关特征。这些数据补充了粒子图像测速测量。此外,在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。这些数据补充了粒子图像测速测量。此外,在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。这些数据补充了粒子图像测速测量。此外,在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。在假设浅水湍流主要是水平的情况下,使用高分辨率深度平均 URANS 浅水模型对实验进行了数值再现。在频域中分析了实验和数值结果。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。介绍了 seiche 现象的高分辨率二维振幅振荡图,以及速度场。这项工作中报告的高质量实验数据使该数据集成为数值模拟模型的合适基准,以评估其在湍流共振浅层流分辨率方面的性能。