New approach for predicting flow bifurcation at right-aligned open channel junction

Abstract: An unsteady mathematical model for predicting flow divisions at a right-angled open-channel junction is presented. Existing dividing models depend on a prior knowledge of a constant flow regime. In addition, their strong nonlinearity does not guarantee compatibility with the St. Venant solutions in the context of an internal boundary condition treatment. Assuming zero crest height at the junction region, a side weir model explicitly introduced within the one-dimensional St. Venant equations is used to cope with the two-dimensional pattern of the flow. An upwind implicit numerical solver is employed to compute the new governing equations. The performance of the proposed technique in predicting super-, trans-, and subcritical flow bifurcations is illustrated by comparing with experimental data and/or theoretical predictions. In all the tests, lateral-to-upstream discharge ratios ͑R q ͒ are successfully reproduced by the present technique with a maximum error magnitude of less than 9%

One-dimensional simulation of supercritical flow at a confluence by means of a nonlinear junction model applied with the RKDG2 method

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Développement et optimisation d'un système hydrolien de production d'énergie basé sur les vibrations induites par vortex

International audienceNous présentons ici un système original, basé sur la résonnance d'une structure induite par lâchés tourbillonnaires. Lorsqu'une barre de section quelconque est placée dans un écoulement, on observe à certains régimes de l'écoulement des lâchés de tourbillons de part et d'autre de la barre, induistant des efforts cycliques alternatifs. Lorsque la barre est montée sur une structure flexible, son énergie mécanique de translation peut ensuite être transformée en énergie électrique. Dans notre cas, le dispositif expérimental est installé dans un canal à surface libre dont la vitesse incidente est comprise entre 0.5 et 1 m/s. Un cylindre creux étanche et possédant un degré de liberté en translation verticale est plongé perpendiculairement à l'écoulement. Le cylindre revient en position grâce à l'action d'un ressort à raideurs variables : cela permet de contrôler, dans un certain intervalle, la fréquence propre de la structure et ainsi d'amplifier les mouvements oscillatoires du cylindre en fonction de la vitesse d'écoulement du fluide. L'énergie mécanique de translation est ensuite transformée en énergie électrique par une génératrice électrique asservie en couple ou en vitesse et entraînée par un système poulie-courroie. La mesure de la puissance de sortie permet d'optimiser la récupération d'énergie grâce à un algorithme implémenté dans la partie commande du système qui module le niveau de couple de la génératrice, ainsi que la raideur de la structure. Nous présentons deux méthodes (linéaire et non linéaire) de contrôle de la génératrice qui permettent de maximiser la puissance récupérée. La boucle de rétroaction est dans les deux cas constituée par les informations de couple et de vitesse de la génératrice, de la vitesse du fluide en amont du dispositif et, enfin, de la raideur de la structure. Une action correctrice de type PID est utilisée, permettant d'assurer la stabilité du système. Enfin, l'influence de l'action de contrôle sur le développement des instabilités derrière le cylindre est étudiée à partir de la mesure du profil de vitesse dans l'écoulement amont. Un système basé sur l'émission de deux ondes sonores permet de reconstruire localement le profil de vitesse

One dimentional simulation of supercritical flow at a confluence by minds of a none linear junction model apllied with the RKDG2 method

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