Self-similar solutions of the bed deformation

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

In this paper, a conclusion about the self-similar behavior of the bed surface evolution is made. It is based on the analysis of experimental and numerical studies of the bed surface evolution under the mechanical impact of liquid flow. The bottom wave has a form close to one period of a sinusoidal function with a time-varying wavelength and constant steepness. A method of constructing the automodel dependence of the bed surface on time and spatial coordinate in analytical form is proposed. It was shown that it is enough to select five bottom surfaces with given wavelengths from a series of shapes. Next, the mean values of shear stresses are calculated for them, and the rates of change of wavelengths are found. Then a degree of approximation of the wavelength dependence of its rate of change is determined, and, finally, the exact solution of the corresponding differential equation is obtained. Comparison with experimental data and numerical solutions shows that the solution error does not exceed a few percent and that computational time is reduced by 25–30 times.

全文:

受限制的访问

作者简介

А. Petrov

Ishlinsky Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: petrovipmech@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow

I. Potapov

Computing Center of the FEB RAS

Email: petrovipmech@gmail.com

Хабаровский федеральный исследовательский центр

俄罗斯联邦, Khabarovsk

A. Epikhin

Ivannikov Institute for System Programming of the Russian Academy of Sciences

Email: petrovipmech@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Петров А.Г., Потапов И.И. Избранные разделы русловой динамики. М.: Ленанд, 2019. 244 с.
  2. Беликов В.В., Алексюк А.И. Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики. М.: РАН, 2020. 346 с.
  3. Sandra Paskin. The Self-Burial of Seabed Pipelines // Thesis. University of London. 1993. 361 p.
  4. Dey S., Navneet P. Singh Clear-Water Scour below Underwater Pipelines under Steady Flow // J. Hydraul. Eng. 2008. V. 134. № 5. P. 588–600.
  5. Chatterjee S.S., Ghosh S.N., Chatterjee M. Local scour due to submerged horizontal jet // J. Hydraulic Engineering. 1994. V. 120. № 8. Р. 937–991.
  6. Dey S., Sarkar A. Scour Downstream of an Apron Due to Submerged Horizontal Jets // J. Hydraulic Engineering. 2006. V. 132. № 3. March 1. Р. 246–257.
  7. Aamir M., Ahmad Z. Hydraulics of submerged jets causing scour downstream of a rough rigid apron // 14th International Symposium on River Sedimentation. Chengdu, China. 2019. September 16–19. Р. 1–10.
  8. Samma H., Amir Khosrojerdi, Masoumeh Rostam-Abadi, Mojtaba Mehraein, Yovanni Cataño-Lopera. Numerical simulation of scour and flow field over movable bed induced by a submerged wall jet // IWA Publishing 2020. J. Hydroinformatics. 2020. V. 22. № 2. Р. 386–401.
  9. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 432 с.
  10. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. М.: Физматлит, 2015. 728 с.
  11. Mao Y. The interaction between a pipeline and an erodible bed. Ser. Paper 39. Institute of Hydrodynamics and Hydraulic Engineering, Technical Univ. of Denmark, Lyngby, Denmark. 1986
  12. Liang D., Huang J., Zhang J., Shi S., Zhu N., Chen J. Three-Dimensional Simulations of Scour around Pipelines of Finite Lengths // J. Mar. Sci. Eng. 2022. V. 10. P. 106. https://doi.org/10.3390/jmse10010106

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Evolution of the bottom surface: a – under a pipe on the river bottom [11], b – under the influence of a flat bottom jet according to data from [6], 1 – sinusoidal approximation.

下载 (191KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Graphs of functions Ф(ξ) (a) and Г(ξ) (b).

下载 (99KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Statement of the problem of flow past a cylinder: a – scheme of the computational domain. Гin – input boundary, Гout – output boundary, Гbed – bottom boundary, Гtop – upper boundary; b – shapes of the bottom surface; results of calculation of flow past a cylinder over bottom waves: c – 3D wavelength; g – 6D wavelength.

下载 (388KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Comparison of results: a – calculated points with power approximation; b – calculation [12] (1), experimental data [11] (red dots), proposed model (2).

下载 (201KB)
索引源数据

注意

Presented by Academician of the RAS R.I. Nigmatullin


版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».