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The spatial development of turbulent, sub-critical open-channel flow over five identical dunes is studied by the numerical solution of the RANS equations utilizing the VOF free-surface formulation and the k-ε or Spalart-Allmaras turbulence models. Results are presented for smooth and rough walls and several dune dimensions. One of the cases was also studied experimentally. The flow separation at each dune crest generates a recirculation in the dune lee-side and reattachment at a distance, which increases with increasing dune height and decreasing dune length. Turbulence does not fully develop over the dunes, while the majority of turbulent kinetic energy production takes place in the recirculation region. The spatially mean, free-surface level decreases in the flow direction over the dunes, while the free-surface amplitude increases with increasing dune height. The dune drag coefficient increases with increasing dune height, while the contribution of form resistance on the drag increases with increasing dune height and decreasing dune length. RÉSUMÉLe développement spatial de l'écoulement turbulent et fluvial dans un canal à surface libre avec cinq dunes de fond identiques est étudié par la résolution numérique des équations RANS utilisant la formulation VOF à surface libre et les modèles de turbulence k-ε ou de Spalart-Allmaras. Les résultats sont présentés pour des parois lisses et rugueuses et plusieurs dimensions de dunes. Un des cas a été également étudié expérimentalement. La séparation de l'écoulement à chaque crête dunaire produit une recirculation à l'aval de la dune et un recollement à une distance, qui augmente avec la hauteur de la dune et quand sa longueur diminue. La turbulence ne se développe pas entièrement au-dessus des dunes, alors que la majorité de la production d'énergie cinétique turbulente a lieu dans la région de recirculation. Le niveau moyen de surface libre diminue dans le sens de l'écoulement au-dessus des dunes, alors que l'amplitude de la surface libre augmente avec la taille dunaire. Le coefficient de traînée augmente avec la hauteur de la dune, alors que la contribution de la résistance de forme à la trainée augmente avec la hauteur de la dune et quand sa longueur décroit.

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The movement of precipitation water infiltrating through the material (refuse) of solid waste landfills is examined via numerical solution of the equations of continuity, and motion (Darcy's Law). The solution of the equations is obtained by a fully implicit, finite‐difference scheme. Both unsaturated and saturated surface conditions are considered, making the scheme suitable for real‐time simulation of net precipitation and moisture redistribution events. A sensitivity analysis showed that for unsaturated surface conditions the solution is primarily affected by hydraulic conductivity and capillary diffusivity, and is relatively independent of the space and time steps. In addition, the precipitation averaging process is shown to be critical in the correct computation of moisture transport during the time period where the transition from unsaturated to saturated conditions occurs. The model presented herein is suitable for analysis of water movement through landfills, and the design of bottom collection systems.

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