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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Flow Features of an Unstable Tangential Vortex Intake

verfasst von : S. N. Chan, Q. S. Qiao, J. H. W. Lee

Erschienen in: New Trends in Urban Drainage Modelling

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Tangential vortex intakes are compact hydraulic structures commonly used in water supply, drainage and sewerage systems to convey water from high to low elevations efficiently. For certain design of tangential vortex intakes, flow instability can occur in the approach channel and the vortex dropshaft, resulting in undesirable hydraulic jump and shock waves. Due to the complex three-dimensional (3D) flow in the tangential vortex intake, current theoretical models are not sufficiently complete to interpret the flow process reliably. This paper presents an experimental and 3D Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling study of an unstable tangential vortex intake flow. The CFD predictions are in good agreement with detailed point velocity and air core size measurements. Despite of the hydraulic jump at the tapering channel, the swirling flow at the vortex drop shaft is similar to that of a stable vortex intake with Rankine vortex behaviour.

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Literatur
Zurück zum Zitat Chan, S.N., Qiao, Q.S., Lee, J.H.W.: On the three-dimensional flow of a stable tangential vortex intake. J. Hydro-Environ. Res. (2018). (under review) Chan, S.N., Qiao, Q.S., Lee, J.H.W.: On the three-dimensional flow of a stable tangential vortex intake. J. Hydro-Environ. Res. (2018). (under review)
Zurück zum Zitat Hirt, C.W., Nichols, B.D.: Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. J. Comput. Phys. 39(1), 201–225 (1981)CrossRef Hirt, C.W., Nichols, B.D.: Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. J. Comput. Phys. 39(1), 201–225 (1981)CrossRef
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Zurück zum Zitat Qiao, Q.S., Lee, J.H.W., Lam, K.M.: Steady vortex flow in tangential intake. In: Proceedings of 2013 IAHR World Congress, Chengdu, China (2013) Qiao, Q.S., Lee, J.H.W., Lam, K.M.: Steady vortex flow in tangential intake. In: Proceedings of 2013 IAHR World Congress, Chengdu, China (2013)
Zurück zum Zitat Yu, D.Y., Lee, J.H.W.: Hydraulics of tangential vortex intake for urban drainage. J. Hydraul. Eng. 135(3), 164–174 (2009)CrossRef Yu, D.Y., Lee, J.H.W.: Hydraulics of tangential vortex intake for urban drainage. J. Hydraul. Eng. 135(3), 164–174 (2009)CrossRef
Metadaten
Titel
Flow Features of an Unstable Tangential Vortex Intake
verfasst von
S. N. Chan
Q. S. Qiao
J. H. W. Lee
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-99867-1_55