Study of turbulent mixing processes at a mesoscale confluence through aerial drone imagery and eddy-resolved modelling
Notice bibliographique
Résumé
The large-scale turbulent structures that develop at confluences fall into three main categories: vertically orientated (Kelvin-Helmholtz) vortices, large-scale secondary flow helical cells and smaller strongly coherent streamwise orientated vortices. The causal mechanisms of each class, how they interact with one another and their respective contributions to mixing is still unclear. Our investigation emphasises the role played by the instantaneous flow field in mixing at a mesoscale confluence (Mitis-Neigette, Quebec, Canada) by complementing aerial drone observations of turbulent suspended sediment mixing processes with results from a high-resolution eddy-resolved numerical simulation. The high velocity near-surface flow of the main channel (Mitis) separates at the crest of the scour hole before downwelling upon collision with the slower tributary (Neigette). Fed by incursions of lateral momentum of the Mitis, shear generated Kelvin-Helmholtz instabilities expand as they advect along the mixing-interface. As the instabilities shed, water from the deeper Neigette passes underneath the fast, over-topping Mitis, causing a large portion of the Neigette’s discharge to cross under the mixing-interface in a short distance. The remaining flow of the tributary crosses over inside large-scale lateral incursions farther downstream. The downwelling Mitis, upwelling Neigette and recirculatory cell interact to generate coherent streamwise vortical structures which assist in rapidly mixing the waters of the two rivers in the vicinity of the mixing-interface. Evidence of large-scale helical cells were not observed in the flow field. Results suggest that flow interaction with bathymetry, and both vertical and streamwise orientated coherent turbulent structures play important roles in mixing at confluences. Our findings strongly suggest that investigating mixing at confluences cannot be based solely on mean flow field variables as this approach can be misleading. Visualization of a confluence’s mixing processes as revealed by suspended sediment gradients captured in aerial drone imagery complemented with eddy-resolved numerical modelling of the underlying flow is a promising means to gain insights on the role of large-scale turbulent structures on mixing at confluences.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».