Modélisation des écoulements secondaires induits par l’anisotropie de la turbulence en canaux à surface libre et en charge

Modelling of secondary motions driven by the turbulence anisotropy in closed and open channels

Amel Soualmia¹, Sahbi Zaouali² et Chouaib Labiod³

¹ Laboratoire Science et Technique de l’eau de l’Institut National Agronomique de Tunis INAT, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis, Tunisie
e-mail : amel.soualmia@ipeim.rnu.tn
² Laboratoire de Modélisation en Hydraulique et Environnement de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis ENIT, BP 37 Le Belvédère, 1002 Tunis, Tunisie
³ Université de Jijel, BP 98, 1800 Jijel, Algérie

Résumé

Nous analysons la capacité des modèles des contraintes de Reynolds à prédire la réponse hydrodynamique des écoulements turbulents à surface libre en canal, aux hétérogénéités des rugosités du fond. Nous utilisons un modèle algébrique issu du modèle de transport des contraintes de Reynolds de Gibson et Launder (1978), adapté par Gibson et Rodi (1989) pour simuler les effets de paroi et de surface libre sur l’anisotropie de la turbulence. Ce modèle est d’abord testé en écoulements à surface libre parallèles avec un fond lisse ou rugueux. Après, il est appliqué aux écoulements non parallèles en charge ou à surface libre avec différentes configurations des rugosités du fond pour lesquelles des résultats expérimentaux sont disponibles.

Abstract

We analyze the capabilities of Reynolds stress models to predict the hydrodynamic response of open channel turbulent flows to fixed bed roughness heterogeneity. We use an algebraic model issued from the Reynolds stress transport model of Gibson & Launder (1978), adapted by Gibson & Rodi (1989) to simulate the effects of the wall and the free surface on the turbulence anisotropy. This model is first tested in parallel free surface flows with smooth or rough bottom. Then, it is applied to non-parallel closed or open channel flows with different configurations of the wall roughness for which experimental results are available.