Evaluation of high-velocity plunging jet-issuing characteristics as a basis for plunge pool analysis

摘要

This paper presents experimental work on the characteristics of jets issuing from water-releasing structures. Systematic experimental tests have been performed at near-prototype velocities of up to 30m/s using a cylindrical jet nozzle. Dynamic pressures were measured along the diameter at the nozzle outlet with an acquisition rate of up to 2 kHz, for different upstream supply conditions. These measurements allowed assessing the mean and the fluctuating characteristics of the jet. The influence of supply circuit secondary currents, aeration and geometrical contraction on jet turbulence intensity and velocity profiles is discussed. The initial turbulence intensity varies from 2 to 8%, whereas the kinetic energy correction factor ranges from 1.0 to 1.1. Statistical analysis of pressure measurements shows that jet core pressures follow a Gaussian distribution fairly well for non-exceedence probabilities between 0.1 and 0.999. The experimental results and an extensive literature survey are used to define issuance parameters relevant for engineering practice.%L'article présente travail expérimental sur les caractéristiques de jets issues d'ouvrages d'évacuation d'eau. Essais systématiques ont été réalisés avec un jet cylindrique pour des vitesses quasi-prototype jusqu'à 30 m/s. Des pressions dynamiques ont été mesurées tout au long du diamètre de la buse de sortie avec une fréquence d'échantillonnage jusqu'à 2 kHz pour différentes conditions d'alimentation. Les mesures de pression ont permis d'identifier les caractéristiques moyennes et fluctuantes du jet à l'émission. L'influence des courants secondaires créés par le système d'alimentation, des conditions d'aération et de la contraction imposée à la buse, sur l'intensité de turbulence et la distribution de vitesses à la sortie du jet est discutée. L'intensité de turbulence initiale du jet varie de 2 à 8% et le coefficient de correction de l'énergie cinétique de 1.0 à 1.1. L'analyse statistique des mesures de pression montre que les pressions dans le noyau du jet suivent une distribution gaussienne dans la plage de probabilités de non dépassement de 0.1 à 0.999. Les mesures expérimentales et une revue extensive de littérature ont été utilisées pour la définition de caractéristiques de sortie de jets d'intérêt pour la pratique.