Conservation de masse

Ce tutoriel ne nécessite pas de code d’exécution, mais nous recommandons au moins de mettre en place un modèle Telemac, tel que décrit dans le steady 2d tutorial, ce qui facilite la compréhension des concepts et des termes.

Flux de travail pour la conservation de masse¶

Avec la compréhension des conditions limites, un modèle Telemac peut être solidement construit selon le flux de travail suivant:

1. Assurez-vous à draw liquid boundaries according to the recommendations in the section on boundaries.

2. Pour un modèle dry-initialisé (p. ex., dans le fichier steady 2d tutorial), utiliser 5 5 5 en amont (préciser Q et H) et une limite 5 4 4 en aval (préciser H) dans le fichier .cli pour prescrire des décharges steady par les mots-clés PRESCRIBED FLOWRATES et PRESCRIBED ELEVATIONS, respectivement dans le fichier de direction (.cas).

   • A 4 5 5 en amont (préciser Q) limite peut provoquer des accidents de simulation en raison de conditions de débit supercritiques résultant de la profondeur zéro de l’eau et de la vitesse de débit non nulle (rappeler le definition of the Froude number) à la limite concernée.

   • La limite 5 5 5 du modèle initialisé à sec nécessite un stage-discharge relation bien défini qui peut être établi en fonction du 1d hydraulics Python exercise et de la valeur optimale qui en résulte pour le mot-clé ** COEFFICIENT DES SOUNDARIES** dans le fichier de pilotage (voir ci-dessous).

   • Pour un modèle initialisé (c.-à-d. hotstarted) tel que décrit dans la limite unsteady 2d simulation tutorial, utiliser un 4 5 5 en amont (préciser Q) ainsi qu’un 5 4 4 en aval (préciser H) pour éviter des conditions surdéterminées. Cependant, une fois fermement déterminé, ne modifiez jamais le mot-clé ROUGHNESS COEFFICIENT OF BOUNDARIES dans le fichier de direction (voir ci-dessous).

   • Si nécessaire, modifier les limites dans le fichier .cli avec les mots-clés appropriés dans le fichier de direction (.cas). Pour plus de détails, voir our tutorial on editing boundaries.

3. Utilisez les mots-clés suivants pour prescrire des coefficients de rugosité aux limites qui correspondent à mesuré stage-discharge relation et à l’hydraulique moyenne de section rétrocalculée:

   • ** PERSONNEL DE FRICTION SUR LES TERRES LATÉRALES (entier)**

   • ** COEFFICIENT DE LA ROUTE DES BOUNDARIES (float)**

   • Pour recalculer un coefficient de rugosité (friction) correspondant à une paire mesurée de profondeur d’eau et de décharge, jetez un oeil à la formule Python exercise on 1-d hydraulics for solving the Manning-Strickler.

   • Notez que ** ne pas utiliser ces mots-clés* fera que tout calibrage de la rugosité ** affecte le bilan massique**.*

4. Effectuer des simulations régulières avec PRESCRIBED FLOWRATES correspondant à des décharges pour lesquelles des mesures** hydrauliques (p. ex. profondeur d’eau et vitesse d’écoulement) sont disponibles pour ** étalonner la rugosité** (c.-à-d. FRICTION).

   • Toute simulation initiale à l’état d’équilibre doit être suffisamment longue ($\geq$ 10$^4$ timesteps) pour atteindre mass convergence, c’est-à-dire proche de l’égalité des entrées et sorties écrites par le mot clé MASS-BALANCE : OUI.

   • La rugosité devrait de préférence être définie spécifiquement pour les zones ayant des attributs de terrain égaux (p. ex., cobble, sand bar ou végétation), comme décrit dans le point focal sur defining roughness zones. Par conséquent, les profondeurs d’eau simulées et mesurées (ou les élévations de surface de l’eau) et les vitesses d’écoulement devraient être dans des fourchettes semblables (pas plus de ±0.10 m de différence).

5. Utilisez le modèle étalonné pour vos besoins avec des conditions de démarrage à chaud:

   • Le mot-clé PRESCRIBED FLOWRATES dans le fichier .cas est suffisant pour calculer le physique habitat suitability indices pour des décharges spécifiques.

   • Définissez les entrées non stables à l’aide d’un fichier hydrographique, comme inflows.liq utilisé dans le tutoriel unsteady 2d.

Mots clés supplémentaires du fichier de direction¶

Lors d’une simulation, on peut observer le bilan massique en activant le mot-clé MASS BALANCE dans le fichier de direction, qui, cependant, ** n’impose pas le bilan massique**:

/ steering .cas file
MASS-BALANCE : YES

Après la simulation, la conservation de la masse peut être vérifiée comme discuté dans l’analyse du results in the steady 2d tutorial.

La priorité utilisée par Télémac pour produire le bilan massique peut être définie par:

/ steering .cas file
TREATMENT OF FLUXES AT THE BOUNDARIES : 1 / 1-priority of prescribed values, 2-priority of correct fluxes

D’autres mots clés peuvent être définis pour non seulement observer mais aussi améliorer le bilan massique. Par exemple, le nombre par défaut de nœuds limites dans un fichier de direction est de 30, ce qui est rapidement dépassé dans un grand modèle. Ainsi, s’il y a plus de 30 nœuds limites, augmenter le nombre maximum de nœuds limites dans le fichier de direction (.cas), par exemple à 50:

/ steering .cas file
MAXIMUM NUMBER OF BOUNDARIES : 50

De plus, une trop petite profondeur d’eau peut causer des débits supercritiques aux limites du liquide, qui doivent être évités, soit en définissant correctement les nœuds de limite au fond du lit de rivière seulement (appelez le recommendations to draw liquid boundaries) ou en augmentant la profondeur minimale d’eau de sa valeur par défaut de 0,1 m à une valeur plus élevée dans le fichier de direction, par exemple à 0,2 m:

/ steering .cas file
MINIMUM DEPTH TO COMPUTE TIDAL VELOCITIES BOUNDARY CONDITIONS : 0.2
MINIMUM DEPTH TO COMPUTE TIDAL VELOCITIES INITIAL CONDITIONS : 0.2

De plus, le mot-clé MINIMUM VALUE OF DEPTH peut être augmenté à partir de sa valeur par défaut de 0.0, mais de telles augmentations pourraient avoir un effet négatif sur le bilan de masse.

Pour augmenter la vitesse de calcul, certains didacticiels recommandent d’utiliser le montage de masse, qui, cependant, affecte négativement la conservation de masse:

• Évitez les mots clés : ils introduisent un lissage incorrect.

• Gardez la valeur par défaut pour H CLIPPING car les modifications nuisent à la conservation de la masse.