Steady-state vertical distribution of cohesive sediments in a flow

Sanchez, Martin; Grimigni, Patricia; Delanoë, Yann

doi:10.1016/j.crte.2004.10.020

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“…Dans ce qui suit on considère que le fond se situe en z=0. L'intégration de l'équation 1 permet d'obtenir la loi de Rouse-Vanoni généralisée pour la distribution verticale de la concentration C, qui en en régime stationnaire est ici notée C    (SANCHEZ et al, 2005) :…”

Section: Théorie Stationnaireunclassified

Distribution non stationnaire des matières en suspension dans une couche limite oscillant à haute fréquence

Sanchez¹

2014

XIIIèmes JNGCGC Dunkerque

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Résumé :La validité d'un modèle phénoménologique dénommé - initialement développé pour décrire la distribution verticale des sédiments fins en suspension (SANCHEZ, 2013) est ici examinée dans le cas de sables et de graviers soumis à des forçages hydrodynamiques cycliques dans une gamme de périodes couvrant des phénomènes très différents tels que la marée et la houle. Les résultats de ce modèle sont comparés avec ceux issus de la résolution numérique d'un deuxième modèle basé sur l'équation théorique 1DV régissant la variation dans le temps de la concentration en matières en suspension. Dans les deux modèles les échanges solides avec le fond sont paramétrés à l'aide d'une fonction "pick-up" d'usage répandu. Les résultats obtenus montrent que le domaine d'application du modèle - est très large et couvre pratiquement tout type de sédiment transporté en suspension dans les environnements côtiers. Most-clés :Transport de sédiments en suspension, Distribution verticale de la concentration, Régime non stationnaire, Dépôt, Erosion, Vase, Sable, Gravier. IntroductionLes modèles hydrodynamiques 2DH actuels utilisés en milieu océanique et côtier, permettent des applications sur des longues durées, à une échelle géographique fine couvrant de grandes étendues. Si les variations verticales des variables étudiées sont convenablement décrites par une fonction théorique ou semi-théorique, les résultats obtenus sont d'une qualité excellente. Deux applications réussies suivant cette démarche sont : -les modèles de propagation de la houle sur des fonds peu inclinés qui décrivent la distribution verticale du potentiel de vitesses avec la théorie de Stokes-Airy, -les modèles courantologiques de fluides homogènes qui intègrent sur toute la profondeur l'effet des contraintes de cisaillement sur les vitesses moyennes.

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Section: Théorie Stationnaireunclassified

Distribution non stationnaire des matières en suspension dans une couche limite oscillant à haute fréquence

Sanchez¹

2014

XIIIèmes JNGCGC Dunkerque

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“…L'intégration de cette équation permet d'obtenir la loi de Rouse-Vanoni généralisée pour la distribution verticale des matières en suspension en régime stationnaire (ORTON & KINEKE, 2001 ;SANCHEZ et al, 2005) :…”

Section: Théorieunclassified

“…7.1 Appendice 1 : Solutions analytiques pour le profil vertical de la concentration en matières en suspension dans un cours d'eau Si le régime sédimentaire est stationnaire et uniforme (sans érosion et sans dépôt) l'intégration de l'équation 8 permet d'obtenir la loi de Rouse-Vanoni généralisée pour la distribution verticale des matières en suspension en régime stationnaire (ORTON & KINEKE, 2001 ;SANCHEZ et al, 2005), à savoir : .28 : Revue Paralia -Vol. 6 (2013) La solution de cette équation dépend des formulations retenues pour modéliser W et K z .…”

Section: Appendicesunclassified

Description non stationnaire de la distribution verticale des sédiments transportés en suspension par les écoulements à surface libre, en présence de dépôt et d’érosion

Sanchez

2013

Revue Paralia

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Cette étude est basée sur des données issues de la solution numérique d'une équation de transport 1DV qui ont servi à développer un modèle descriptif du profil vertical de la concentration en matières en suspension, en relation avec l'étude du transport de sédiments par les écoulements à surface libre. Pour un régime sédimentaire non stationnaire sans dépôt et sans érosion, une première description de la répartition verticale de la concentration est proposée. Celle-ci, semblable à l'équation générale du profil de la concentration de la solution stationnaire, inclut un paramètre nommé alpha, dont la valeur tend toujours vers sa valeur théorique terminale correspondant au régime stationnaire. En présence de dépôt ou d'érosion, si les variables du problème restent constantes et si les échanges solides avec le fond sont proportionnels à la vitesse de chute des sédiments multipliée par la concentration au fond, il est constaté dans cette étude que le profil de la concentration tend vers une forme terminale. Suivant l'approche retenue, la modification de la forme du profil de la concentration due aux échanges avec le fond est décrite par une fonction incluant un deuxième paramètre désigné bêta. Le modèle complet pour le profil vertical de la concentration en régime non stationnaire avec érosion et dépôt inclut ainsi, deux paramètres adimensionnels, alpha et bêta, et un paramètre dimensionné correspondant à la concentration de référence. Une stationnarité des paramètres alpha et bêta est possible avec érosion ou dépôt, impliquant nécessairement la non stationnarité de la concentration de référence. Les variations dans le temps des paramètres alpha et bêta sont simulées par deux équations phénoménologiques. Un bon ajustement de l'ensemble des formulations proposées a permis d'aboutir à un modèle stable très fiable qui peut permettre d'améliorer considérablement la précision des modélisations de transport 2DH.

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“…(1) Il a été observé (Sanchez et al, 2004) que la vitesse de chute W des MES au fond suit toujours une distribution en accord avec la loi de probabilité gamma. Ainsi, la fonction de densité de probabilité fdp f(w) de W pour les MES au fond est bien décrite par l'expression suivante :…”

Section: Vitesse De Chute Des Matières En Suspensionunclassified

Distribution des sédiments cohésifs en relation avec la vitesse de la phase solide dans l’estuaire de la Loire

Sanchez¹,

Grimigni²,

Delanoë³

2004

VIIIèmes Journées, Compiègne

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b) U.M.R. 6143, Esplanade de la paix, 14032 Caen. RésuméCette note concerne une approche globale de la vitesse de la phase solide des sédiments cohésifs de l'estuaire de la Loire couvrant la très large gamme de concentrations observée in situ. La vitesse de chute W des matières en suspension est étudiée comme une variable stochastique, il est constaté qu'elle suit une loi de probabilité en accord avec la loi gamma. La vitesse de tassement V de la crème de vase est caractérisée par un scalaire puisque les sédiments à l'intérieur d'une couche de crème de vase descendent sans vitesse différentielle. Enfin, il est montré que la vitesse de chute entravée caractérise une transition entre la vitesse de chute des matières à l'état dispersé et la vitesse de tassement correspondant aux suspensions très concentrées. AbstractThis paper presents a global approach of the distribution of the cohesive sediments in the estuary of the river Loire in terms of the velocity of the solid phase. The study covers the large range of concentrations observed in situ. It deals with the settling velocity of suspended matter, the hindered settling velocity of intermediate concentration suspensions and the settlement velocity of fluid mud. The settling velocity W is studied as a stochastic variable and it is observed that it is gamma distributed. The settlement velocity V is scalar as the sediments in a layer of fluid mud fall with no differential velocity. Finally, the hindered settling velocity is a transition between W and V.

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Steady-state vertical distribution of cohesive sediments in a flow

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Distribution non stationnaire des matières en suspension dans une couche limite oscillant à haute fréquence

Distribution non stationnaire des matières en suspension dans une couche limite oscillant à haute fréquence

Description non stationnaire de la distribution verticale des sédiments transportés en suspension par les écoulements à surface libre, en présence de dépôt et d’érosion

Distribution des sédiments cohésifs en relation avec la vitesse de la phase solide dans l’estuaire de la Loire

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