Flow and turbulence structure across the ripple–dune transition: an experiment under mobile bed conditions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Current knowledge of flow and turbulent processes acting across the sand bed continuum is still unable to unequivocally explain the mechanism(s) by which ripples become dunes. Understanding has been improved by comparative high‐resolution studies undertaken over fixed bedforms at different stages in the continuum. However, these studies both ignore the role of mobile sediment and do not examine flow structure during the actual transition from ripples to dunes. The aims of the paper are: (i) to describe flow and turbulence characteristics acting above mobile bedforms at several stages across the transition; and (ii) to compare these data with those arising from experiments over fixed ripples and dunes. Laboratory experiments are presented that examine the turbulence structure across seven distinct stages of the transition from ripples to dunes. Single‐point acoustic Doppler velocimeter sampling at three flow heights above a developing mobile boundary was undertaken. Time‐averaged statistics and the instantaneous quadrant record reveal distinct changes in flow structure either side of the change from ripples to dunes. Initially, shear‐related, high‐frequency vortex shedding dominates turbulence production. This increases until two‐dimensional (2D) dunes have formed. Thereafter, turbulence intensities and Reynolds stress decline and three‐dimensional dunes exhibit values found over 2D ripples. This is the result of shear layer dampening which occurs when the topographically‐accelerated downstream velocity increases at a faster rate than flow depth. Activity at reattachment increases due to high velocity fluid imparting high mass and momentum transfer at the bed and/or wake flapping. Suspended sediment may also play a role in turbulence dampening and bed erosion. Ejections dominate over sweeps in terms of event frequency but not magnitude. Strong relationships between inward interactions and sweeps, and ejections and outward interactions, suggest that mass and momentum exchanges are dependent upon activity in all four quadrants. The results contradict the notion present in most physical models that larger bedforms exhibit most shear layer activity. Consequently an improved model for the ripple–dune transition is proposed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».