Simulation numérique des écoulements mixtes hautement transitoires dans les conduites d'évacuation des eaux

Numerical Simulation of Highly Transient Mixed Flow in Sewer System

Université de Liège (Département ArGEnCo) - Chemin des Chevreuils, 1, 4000 Liège, Belgique ; Tél : +32 (0)4 3669004, Fax : +32 (0)4 3669558

Auteurs de correspondance : fkerger@ulg.ac.be Michel.Pirotton@ulg.ac.be

Résumé

La simulation numérique 1D des écoulements mixtes, caractérisés par la présence simultanée d'un écoulement à surface libre et d'un écoulement en charge, reste le sujet de nombreuses recherches actuelles. Les modèles disponibles présentent en effet certaines limites. Dans cet article, la méthode classique de la fente de Preissmann pour la simulation d'un écoulement mixte est exploitée grâce à un schéma volume fini. En particulier, un concept original de fente négative est proposé pour simuler des écoulements en charge à pression sub-atmosphérique, ce que la fente de Preissmann classique ne permet pas. La " fente négative " est ensuite validée sur des données expérimentales publiées et son utilité est illustrée par un exemple d'application pratique en hydraulique urbaine.

Abstract

Numerical simulation of 1D mixed flow characterized by the simultaneous occurrence of free-surface and pressurized flow remains a current issue of scientific research. Usual models suffer indeed a number of shortcomings. In this paper, the classical Preissmann slot model for simulating mixed flow is used by means of a finite volume scheme. In particular, an original concept of " negative slot " is derived to simulate subatmospheric pressurized flow, as the classical Preissmann slot cannot handle with this kind of flow. This "negative slot" is then assessed by comparison with published experimental data and its utility is illustrated on the basis of a practical application in hydraulics.