Effect of rounding edges of stepped spillways on the flow characteristics

Les resultats experimentaux d'un deversoir en marches d'escalier arrondies sont presentes et compares a ceux d'un deversoir conventionnel a crete aceree. Un ecoulement torrentiel est reconnu et presente comme une transition vers un ecoulement extremement turbulent et, dans ce cas, l'ecoulement de surface est extremement turbulent. L'ecoulement extremement turbulent est rapidement atteint avec les marches arrondies. Le deversoir a marches arrondies se caracterise par une augmentation de 3 % du taux de dissipation d'energie. Une augmentation de la longueur de formation est remarquee pour les deversoirs en marches d'escalier arrondies sur lequel s'ecoulent de faibles debits, ce qui indique une plus grande stabilite de l'ecoulement et une transition plus rapide vers un ecoulement extremement turbulent. Pour les grandes vitesses (forts debits), l'augmentation de la longueur de melange air-eau, qui empeche les dommages par cavitation, est remarquee dans le deversoir en marches d'escalier arrondies. Une plus grande profondeur de formation et une hauteur inferieure des murs de direction sont observees dans les deversoirs en marches d'escalier arrondies. La hauteur des murs de direction pour les coursiers arrondis est de 20 % inferieure a celle du deversoir a crete aceree. L'etude recommande generalement d'utiliser des marches d'escalier arrondies pour les escaliers de transition initiale ou pour les marches d'escalier principales du deversoir plutot que d'utiliser la configuration conventionnelle a marches d'escalier a crete aceree.

[1]  Hubert Chanson,et al.  An experimental study of effects of step roughness in skimming flows on stepped chutes , 2008 .

[2]  Iwao Ohtsu,et al.  Characteristics of Flow Conditions on Stepped Channels , 1997 .

[3]  H. Chanson.  Drag reduction in skimming flow on stepped spillways by aeration , 2004 .

[4]  Hubert Chanson,et al.  Energy dissipation, flow resistance and gas-liquid interfacial area in skimming flows on moderate-slope stepped spillways , 2009 .

[5]  Hubert Chanson,et al.  Flow Resistance in Skimming Flows and its Modelling , 2002 .

[6]  H. Chanson.  Drag reduction in skimming flow on stepped spillways by aeration Réduction du frottement des écoulements écumant sur les seuils en marches d'escalier par aération , 2004 .

[7]  Kem C. Kadavy,et al.  Energy Losses on a Roller Compacted Concrete Stepped Spillway , 1998 .

[8]  L Peyras,et al.  Flow and Energy Dissipation Over Stepped Gabion Weirs , 1992 .

[9]  H. Schulz,et al.  Stepped and smooth spillways: resistance effects on stilling basin lengths , 2010 .

[10]  C. S. James.  Discussion of “Onset of Skimming Flow on Stepped Spillways” by Jorge Matos , 2001 .

[11]  Hubert Chanson,et al.  Turbulence characteristics in skimming flows on stepped spillways , 2008 .

[12]  Nallamuthu Rajaratnam,et al.  Characteristics of Skimming Flow over Stepped Spillways , 2000 .

[13]  Hubert Chanson,et al.  Stepped Spillway Flows and Air Entrainment , 1993 .

[14]  Hubert Chanson,et al.  Experimental Investigations of Air Entrainment in Transition and Skimming Flows down a Stepped Chute: Application to Embankment Overflow Stepped Spillways , 2002 .

[15]  George C. Christodoulou.  Energy Dissipation on Stepped Spillways , 1993 .

[17]  N. Rajaratnam,et al.  Skimming Flow in Stepped Spillways , 1990 .

[18]  Hubert Chanson,et al.  Hydraulics of skimming flows over stepped channels and spillways , 1994 .

[19]  A. J. Peterka,et al.  The Effect Of Entrained Air On Cavitation Pitting , 1953 .

[21]  Hubert Chanson.  Hydraulics of skimming flows on stepped chutes: The effects of inflow conditions? , 2006 .

[22]  Willi H. Hager,et al.  Hydraulic Design of Stepped Spillways , 2003 .

[23]  Geoffrey G. S. Pegram,et al.  Hydraulics of Skimming Flow on Modeled Stepped Spillways , 2000 .

[24]  Somchai Wongwises,et al.  Flow Patterns and Energy Dissipation over Various Stepped Chutes , 2006 .

[25]  Kem C. Kadavy,et al.  Model Study of a Roller Compacted Concrete Stepped Spillway , 1996 .

[26]  Robert M. Sorensen.  Stepped Spillway Hydraulic Model Investigation , 1985 .

[27]  Hubert Chanson,et al.  Comparison of energy dissipation between nappe and skimming flow regimes on stepped chutes , 1994 .

[28]  Jorge Matos,et al.  Skimming Flow in the Nonaerated Region of Stepped Spillways over Embankment Dams , 2009 .

[29]  J. Dolz,et al.  Pressures on a stepped spillway , 2007 .

[30]  Sherry L. Hunt,et al.  Inception Point Relationship for Flat-Sloped Stepped Spillways , 2011 .

[31]  Willi H. Hager,et al.  Two-Phase Flow Characteristics of Stepped Spillways , 2003 .