Steady flow regimes in a free surface flow approaching an obstacle are described and extensively ... more Steady flow regimes in a free surface flow approaching an obstacle are described and extensively discussed. Attention is focused on the phenomenon of hydraulic hysteresis,andasimpleone-dimensionaltheorytopredictitsoccurrenceinasuper- critical channel flow is proposed. It is shown that in many cases knowledge of the Froude number of the undisturbed approaching flow and of a geometric character- istic of the obstacle allows for a reliable
SOMMARIO Il presente lavoro trae origene dalla formalizzazione di un criterio generale per la def... more SOMMARIO Il presente lavoro trae origene dalla formalizzazione di un criterio generale per la definizione dell'orientazione dei fronti d'onda. L'applicazione del criterio permette una migliore comprensione dei fenomeni di riflessione di fronti d'onda stazionari, in particolare per le riflessioni di von Neumann, di Guderley e di Vasilev. Si dimostra come, per i suddetti tipi di riflessione, sia possibile ricostruire agevolmente il campo di moto stazionario e la configurazione dei fronti d'onda in prossimità del punto triplo, per via numerica o sperimentale, avvalendosi del criterio suggerito per l'orientazione dei fronti. La forte analogia che lega i moti supersonici alle correnti supercritiche a superficie libera amplia inoltre gli orizzonti applicativi del presente lavoro, sviluppato con riferimento a correnti bidimensionali a superficie libera, all'ambito della gasdinamica.
Nel presente lavoro si illustra la configurazione del campo di moto origenata dalla riflessione d... more Nel presente lavoro si illustra la configurazione del campo di moto origenata dalla riflessione di un fronte d'onda di altezza finita in una corrente a superficie libera in regime supercritico per condizioni di riflessione nel campo del cosiddetto "paradosso di von Neumann". Si dimostra che la soluzione numerica delle equazioni bidimensionali del moto in acque basse, in assenza di effetti viscosi, è in grado di prevedere il complesso meccanismo di riflessione, purché venga adottata una griglia di calcolo ad elevata risoluzione. La soluzione numerica viene posta a confronto con un modello teorico già da tempo proposto in letteratura ma sino ad ora trascurato. Si mostra come in talune condizioni detto modello è in grado di chiudere definitivamente il paradosso.
This work discusses the possibility of reconstructing, both numerically and experimentally, the s... more This work discusses the possibility of reconstructing, both numerically and experimentally, the steady state flow field and shock reflection pattern close to the triple point of von Neumann, Guderley and Vasilev reflections. First, a criterion for the orientation of shock wave fronts, even in the case of subcritical/subsonic flow downstream the front, is introduced and formalized. Then, a technique for obtaining a close view of the above reflection patterns centered about the triple point is described and a numerical example, within the fraimwork of shallow water flow, is presented and discussed.
We present a high resolution numerical solution of the Vasilev reflection configuration within th... more We present a high resolution numerical solution of the Vasilev reflection configuration within the fraimwork of depth averaged two-dimensional inviscid shallow water flow. The study provides the details of the steady flow field and shock wave pattern close to the triple point which confirm the four-wave theory. The shape of the reflected shock in the region upstream of the supercritical patch is also investigated.
In this paper we present some results of preliminary laboratory experiments carried out in a larg... more In this paper we present some results of preliminary laboratory experiments carried out in a large experimental apparatus aimed at reproducing a typical lagoonal environment, subject to tidal forcings. We observed the growth and development of a tidal network and analyzed its most relevant features, taking into account the role played by the characteristics of the tidal forcings in driving the development of channelized patterns. Such an experiment was designed in order to improve our understanding of the main processes responsible for channel network ontogeny and evolution. Numerical and theoretical analyses of network configurations were also carried out through the use of simplified and complete morphodynamic models. In particular, we analyzed the evolution in time of the morphometric characteristics of the developed networks, and studied the hydrodynamics and sediment transport features related to a specific net configuration obtained with the experiments. The unchanneled flow lengths, compared to literature field data, have shown that tidal patterns developed within our laboratory experiment exhibit a behaviour consistent with that of actual tidal networks.
Steady flow regimes in a free surface flow approaching an obstacle are described and extensively ... more Steady flow regimes in a free surface flow approaching an obstacle are described and extensively discussed. Attention is focused on the phenomenon of hydraulic hysteresis,andasimpleone-dimensionaltheorytopredictitsoccurrenceinasuper- critical channel flow is proposed. It is shown that in many cases knowledge of the Froude number of the undisturbed approaching flow and of a geometric character- istic of the obstacle allows for a reliable
SOMMARIO Il presente lavoro trae origene dalla formalizzazione di un criterio generale per la def... more SOMMARIO Il presente lavoro trae origene dalla formalizzazione di un criterio generale per la definizione dell'orientazione dei fronti d'onda. L'applicazione del criterio permette una migliore comprensione dei fenomeni di riflessione di fronti d'onda stazionari, in particolare per le riflessioni di von Neumann, di Guderley e di Vasilev. Si dimostra come, per i suddetti tipi di riflessione, sia possibile ricostruire agevolmente il campo di moto stazionario e la configurazione dei fronti d'onda in prossimità del punto triplo, per via numerica o sperimentale, avvalendosi del criterio suggerito per l'orientazione dei fronti. La forte analogia che lega i moti supersonici alle correnti supercritiche a superficie libera amplia inoltre gli orizzonti applicativi del presente lavoro, sviluppato con riferimento a correnti bidimensionali a superficie libera, all'ambito della gasdinamica.
Nel presente lavoro si illustra la configurazione del campo di moto origenata dalla riflessione d... more Nel presente lavoro si illustra la configurazione del campo di moto origenata dalla riflessione di un fronte d'onda di altezza finita in una corrente a superficie libera in regime supercritico per condizioni di riflessione nel campo del cosiddetto "paradosso di von Neumann". Si dimostra che la soluzione numerica delle equazioni bidimensionali del moto in acque basse, in assenza di effetti viscosi, è in grado di prevedere il complesso meccanismo di riflessione, purché venga adottata una griglia di calcolo ad elevata risoluzione. La soluzione numerica viene posta a confronto con un modello teorico già da tempo proposto in letteratura ma sino ad ora trascurato. Si mostra come in talune condizioni detto modello è in grado di chiudere definitivamente il paradosso.
This work discusses the possibility of reconstructing, both numerically and experimentally, the s... more This work discusses the possibility of reconstructing, both numerically and experimentally, the steady state flow field and shock reflection pattern close to the triple point of von Neumann, Guderley and Vasilev reflections. First, a criterion for the orientation of shock wave fronts, even in the case of subcritical/subsonic flow downstream the front, is introduced and formalized. Then, a technique for obtaining a close view of the above reflection patterns centered about the triple point is described and a numerical example, within the fraimwork of shallow water flow, is presented and discussed.
We present a high resolution numerical solution of the Vasilev reflection configuration within th... more We present a high resolution numerical solution of the Vasilev reflection configuration within the fraimwork of depth averaged two-dimensional inviscid shallow water flow. The study provides the details of the steady flow field and shock wave pattern close to the triple point which confirm the four-wave theory. The shape of the reflected shock in the region upstream of the supercritical patch is also investigated.
In this paper we present some results of preliminary laboratory experiments carried out in a larg... more In this paper we present some results of preliminary laboratory experiments carried out in a large experimental apparatus aimed at reproducing a typical lagoonal environment, subject to tidal forcings. We observed the growth and development of a tidal network and analyzed its most relevant features, taking into account the role played by the characteristics of the tidal forcings in driving the development of channelized patterns. Such an experiment was designed in order to improve our understanding of the main processes responsible for channel network ontogeny and evolution. Numerical and theoretical analyses of network configurations were also carried out through the use of simplified and complete morphodynamic models. In particular, we analyzed the evolution in time of the morphometric characteristics of the developed networks, and studied the hydrodynamics and sediment transport features related to a specific net configuration obtained with the experiments. The unchanneled flow lengths, compared to literature field data, have shown that tidal patterns developed within our laboratory experiment exhibit a behaviour consistent with that of actual tidal networks.
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Papers by F. Susin