diff --git a/docs/en/calculators/structures/cunge_80.md b/docs/en/calculators/structures/cunge_80.md index 90abf8eefbd66bb030c361d9d2df246c01d43d67..97e65be1eeedbb083a26d3272b43106627738761 100644 --- a/docs/en/calculators/structures/cunge_80.md +++ b/docs/en/calculators/structures/cunge_80.md @@ -1,7 +1,52 @@ -# Cunge 80 +# Cunge 1980 formula -This flow law corresponds to the equations described by Cunge in his book [1], or in more detail in an article by Mahmood and Yevjevich [2]. This law takes into account the different flow conditions: drowned, dewatered, free surface and loaded as well as the equations [Cemagref 1988](cem_88_d.md), but there is no continuity between free surface and loaded flow conditions. This can lead to computational problems in the vicinity of this transition. +This flow law corresponds to the equations described by Cunge in his book [^1], or in more detail in an article by Mahmood and Yevjevich [^2]. This law is a compilation of the classical laws taking into account the different flow conditions: submerged, free flow, free surface and in charge as well as the equations [CEM88(D) : Weir / Orifice (important sill)](cem_88_d.md) and [CEM88(D) : Weir / Orifice (low sill)](cem_88_v.md). However, contrary to these equations, it does not provide any continuity between free surface and in charge flow conditions. This can lead to design problems in the vicinity of this transition. -*[1] Cunge, Holly, Verwey, 1980, "Practical aspects of computational river hydraulics", Pitman, p. 169 for weirs and p. 266 for gates*. +This law is suitable for a broad-crested rectangular weir, possibly in combination with a valve. The default discharge coefficient \(C_d = 1\) corresponds to the following discharge coefficients for the classical equations: -*[2] Mahmood K., Yevjevich V., 1975, "Unsteady flow in open channels, Volume 1 and 2", Water resources publications, Fort Collins, USA, 923 p*. +- \(C_d = 0.385\) for [the free flow weir](seuil_denoye.md). +- \(C_d = 1\) for [the submerged weir](seuil_noye.md). +- \(C_d = 1\) for [the submerged gate](vanne_noyee.md). +- \(C_d = 0.7\) for [the free flow gate](vanne_denoyee.md) but the equation used here is different (see below) especially for an opening \(W\) greater than the critical height. + +## Free flow / submerged regime detection + +The flow regime is in free flow as long as the downstream water level is below critical height: + +$$ (Z_2 - Z_{dv}) < \dfrac{2}{3} (Z_1 - Z_{dv})$$ + +with \(Z_1\) upstream water elevation, \(Z_2\) downstream water elevation, et \(Z_{dv}\) apron or sill elevation of the hydraulic structure. + +## Free flow / in charge flow detection + +The water level at the gate when the gate is open is considered here to be equal to: + +- the critical height in the case of a free flow regime; +- the downstream water height in the case of a submerged regime. + +The flow becomes in charge when the gate touches the surface of the water at this point. + +In free flow, the flow is in charge when: + +$$ W \leq \dfrac{2}{3} (Z_1 - Z_{dv})$$ + +In submerged flow, the condition becomes: + +$$ W \leq Z_2$$ + +## Discharge equations + +The free flow gate equation is slightly different than the classical formulation: + +$$ Q = C_d L W \sqrt{2g} h_1 \sqrt{(h_1 - W)}$$ + +For all other flow regimes, used equations here are the following: + +| | Free surface | In charge | +|--------|---------------|-----------| +| Free flow | [Free flow weir](seuil_denoye.md) | Voir ci-dessus | +| Submerged | [Submerged weir](seuil_noye.md) | [Submerged gate](vanne_noyee.md) | + +[^1]: Cunge, Holly, Verwey, 1980, "Practical aspects of computational river hydraulics", Pitman, p. 169 for weirs and p. 266 for gates. + +[^2]: Mahmood K., Yevjevich V., 1975, "Unsteady flow in open channels, Volume 1 and 2", Water resources publications, Fort Collins, USA, 923 p. diff --git a/docs/fr/calculators/structures/cunge_80.md b/docs/fr/calculators/structures/cunge_80.md index 7aac3b9a5d958aa4d2cebf9be9f8aedd84de6759..dff523dbbafbf9c244fb11b5db085f93a2405f50 100644 --- a/docs/fr/calculators/structures/cunge_80.md +++ b/docs/fr/calculators/structures/cunge_80.md @@ -1,7 +1,54 @@ -# Cunge 80 +# Formules de Cunge 1980 -Cette loi de débit correspond aux équations décrites par Cunge dans son livre [1], ou avec plus de détails dans un article de Mahmood et Yevjevich [2]. Cette loi prend en considération les différentes conditions d’écoulement : noyé, dénoyé, à surface libre et en charge tout comme les équations [Cemagref 1988](cem_88_d.md), mais il n’y a aucune continuité entre les conditions d’écoulement à surface libre et en charge. Cela peut entraîner des problèmes de calcul au voisinage de cette transition. +Cette loi de débit correspond aux équations décrites par Cunge dans son livre [^1], ou avec plus de détails dans un article de Mahmood et Yevjevich [^2]. Cette loi est une compilation des lois classiques prenant en considération les différentes conditions d’écoulement : noyé, dénoyé, à surface libre et en charge tout comme les équations [CEM88(D) : Déversoir / Orifice (pelle importante)](cem_88_d.md) et [CEM88(V) : Déversoir / Vanne de fond (pelle faible)](cem_88_v.md). Cependant contrairement à ces équations, celle-ci n'asssure aucune continuité entre les conditions d’écoulement à surface libre et en charge. Cela peut entraîner des problèmes de calcul au voisinage de cette transition. -*[1] Cunge, Holly, Verwey, 1980, "Practical aspects of computational river hydraulics", Pitman, p. 169 pour les seuils et p. 266 pour les vannes* +Cette loi est adaptée pour un seuil rectangulaire à crête épaisse, éventuellement associée à une vanne. Le coefficient de débit par défaut \(C_d = 1\) correspond aux coefficients de débits suivant pour les équations classiques: -*[2] Mahmood K., Yevjevich V., 1975, "Unsteady flow in open channels, Volume 1 and 2", Water resources publications, Fort Collins, USA, 923 p* +- \(C_d = 0.385\) pour [le seuil dénoyé](seuil_denoye.md). +- \(C_d = 1\) pour [le seuil noyé](seuil_noye.md). +- \(C_d = 1\) pour [la vanne noyée](vanne_noyee.md). +- \(C_d = 0.7\) pour [la vanne dénoyée](vanne_denoyee.md) mais l'équation utilisée ici est différente (voir ci-dessous) notamment pour une ouverture \(W\) supérieure à la hauteur critique. + +Une modification du coefficient de débit modifiera proportionnellement les coefficients ci-dessus. + +## Détection du régime noyé / dénoyé + +Le régime d'écoulement est dénoyé lorsque la hauteur d'eau à l'aval est inférieure à la hauteur critique : + +$$ (Z_2 - Z_{dv}) < \dfrac{2}{3} (Z_1 - Z_{dv})$$ + +avec \(Z_1\) la cote de l'eau à l'amont, \(Z_2\) la cote de l'eau à l'aval, et \(Z_{dv}\) la cote de radier de l'ouvrage. + +## Détection de l'écoulement en charge ou à surface libre + +On considère ici que la hauteur d'eau au niveau de la vanne quand celle-ci est ouverte est égale à : + +- la hauteur critique dans le cas d'un régime dénoyé : +- la hauteur d'eau aval dans le cas d'un régime noyé. + +L'écoulement se met en charge à partir du moment où la pelle de la vanne touche la surface de l'eau à cet endroit. + +En régime dénoyé, l'écoulement est donc en charge quand : + +$$ W \leq \dfrac{2}{3} (Z_1 - Z_{dv})$$ + +En régime noyé, la condition devient : + +$$ W \leq Z_2$$ + +## Equations de débit + +L'équation de la vanne dénoyée est un peu différente de la formulation classique : + +$$ Q = C_d L W \sqrt{2g} h_1 \sqrt{(h_1 - W)}$$ + +Pour tous les autres régimes d'écoulement les équations utilisées sont les équations classiques suivantes : + +| | Surface libre | En charge | +|--------|---------------|-----------| +| Dénoyé | [Seuil dénoyé](seuil_denoye.md) | Voir ci-dessus | +| Noyé | [Seuil noyé](seuil_noye.md) | [Vanne noyée](vanne_noyee.md) | + +[^1]: Cunge, Holly, Verwey, 1980, "Practical aspects of computational river hydraulics", Pitman, p. 169 pour les seuils et p. 266 pour les vannes. + +[^2]: Mahmood K., Yevjevich V., 1975, "Unsteady flow in open channels, Volume 1 and 2", Water resources publications, Fort Collins, USA, 923 p. diff --git a/docs/fr/calculators/structures/seuil_noye.md b/docs/fr/calculators/structures/seuil_noye.md index 6e572057e9545f679ca10883cc83fe49025016b5..37fbfa811dfeaa0174ea1271e8645bd93254c311 100644 --- a/docs/fr/calculators/structures/seuil_noye.md +++ b/docs/fr/calculators/structures/seuil_noye.md @@ -1,4 +1,4 @@ -# Formule du déversoir noyé +# Formule du déversoir noyé (Rajaratnam, 1969) 