Mixing downstream a confluence : Improvment of the modeling of contaminant flows in watercourses and sewer systems
| Autor: | Pouchoulin, Sébastien |
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| Přispěvatelé: | Laboratoire de Mecanique des Fluides et d'Acoustique (LMFA), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon, Jérôme Le Coz, Nicolas Rivière, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INSA Lyon |
| Jazyk: | francouzština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
Parametric study
Ecoulement des fluides Mécanique des fluides Rivière Numerical simulation Mouvement des affluents [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph] Fluid flows Mixing Comportement hydraulique Fluid mechanics Mélange Confluences river mixing [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology Réseau assainissement River Pollution de l'eau Expérience en laboratoire Confluence Etude paramétrique Laboratory experiment Water pollution Simulation numérique Upstream movement Sewage line confluence mélange rivière Hydraulic behaviour |
| Zdroj: | Mécanique des fluides [physics.class-ph]. Université de Lyon, 2019. Français. ⟨NNT : 2019LYSEI124⟩ Hydrologie. INSA Lyon, 2019. Français |
| Popis: | The thesis focuses on the mixing of two free surface flows downstream of their confluence. The operational goal is to better parameterize the mixing in the modeling of dissolved and particulate pollutant fluxes in watercourses and sewer networks. The scientific objectives are to explain the great disparities observed in the literature on the effectiveness of this mixture, in particular by proposing a law including the geometric and hydraulic parameters of the confluence. The work has three components. The first is based on field experiments at the Rhône-Saône confluence. It shows that a sudden vertical stratification can occur under certain hydraulic conditions. In the absence of this one, conventional formulations averaged on the vertical and based on a transverse mixing coefficient correctly model the mixing. The second component uses laboratory experiments, with an original concentration measurement technique that can be used in a closed circuit, thus providing a precise database. The third component is a parametric study based on 3D hydrodynamic numerical simulations. It highlights the role of the main parameters that are: the momentum ratio of the upstream tributaries, the angle of the junction and the width / depth ratio. The results make it possible to explain the large disparities reported over the length necessary to reach the mixture downstream of a confluence. Parameterization, based on a transverse mixing coefficient, is now available.; La thèse porte sur le mélange de deux écoulements à surface libre à l'aval de leur confluence. La finalité opérationnelle est de mieux paramétrer le mélange dans les modélisations de flux polluants dissous et particulaires dans les cours d’eau et les réseaux d’assainissement. Les objectifs scientifiques sont d'expliquer les grandes disparités observées dans la littérature sur l'efficacité de ce mélange, notamment en proposant une loi incluant les paramètres géométriques et hydrauliques de la confluence. Le travail comporte trois volets. Le premier est basé sur des expérimentations de terrain à la confluence Rhône-Saône. Il met en évidence qu'une brusque stratification verticale peut survenir sous certaines conditions hydrauliques. En l'absence de celle-ci, en revanche, les formulations classiques moyennés sur la verticale et basés sur un coefficient de mélange transverse modélisent correctement le mélange. Le second volet met en œuvre des expériences de laboratoire, avec une technique de mesure de concentrations originale utilisable en circuit fermé, fournissant ainsi une base de données précise. Le troisième volet est une étude paramétrique basée sur des simulations numériques hydrodynamiques 3D. Il met en évidence le rôle des paramètres principaux que sont : le rapport des quantités de mouvement des affluents amont, l'angle de la jonction et le rapport largeur/profondeur. Les résultats permettent d'expliquer les grandes disparités rapportées sur la longueur nécessaire pour atteindre le mélange à l'aval d'une confluence. Une paramétrisation, basée sur un coefficient de mélange transverse, est à présent disponible. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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