Large‐scale turbulent mixing at a mesoscale confluence assessed through drone imagery and eddy‐resolved modelling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Confluences are sites of intense turbulent mixing in fluvial systems. The large‐scale turbulent structures largely responsible for this mixing have been proposed to fall into three main classes: vertically orientated (Kelvin–Helmholtz) vortices, secondary flow helical cells and smaller, strongly coherent streamwise‐orientated vortices. Little is known concerning the prevalence and causal mechanisms of each class, their interactions with one another and their respective contributions to mixing. Historically, mixing processes have largely been interpreted through statistical moments derived from sparse pointwise flow field and passive scalar transport measurements, causing the contribution of the instantaneous flow field to be largely overlooked. To overcome the limited spatiotemporal resolution of traditional methods, herein we analyse aerial video of large‐scale turbulent structures made visible by turbidity gradients present along the mixing interface of a mesoscale confluence and complement our findings with eddy‐resolved numerical modelling. The fast, shallow main channel (Mitis) separates over the crest of the scour hole's avalanche face prior to colliding with the slow, deep tributary (Neigette), resulting in a streamwise‐orientated separation cell in the lee of the avalanche face. Nascent large‐scale Kelvin–Helmholtz instabilities form along the collision zone and expand as the high‐momentum, separated near‐surface flow of the Mitis pushes into them. Simultaneously, the strong downwelling of the Mitis is accompanied by strong upwelling of the Neigette. The upwelling Neigette results in ∼50% of the Neigette's discharge crossing the mixing interface over the short collision zone. Helical cells were not observed at the confluence. However, the downwelling Mitis, upwelling Neigette and separation cell interact to generate considerable streamwise vorticity on the Mitis side of the mixing interface. This streamwise vorticity is strongly coupled to the large‐scale Kelvin–Helmholtz instabilities, which greatly enhances mixing. Comparably complex interactions between large‐scale Kelvin–Helmholtz instabilities and coherent streamwise vortices are expected at other typical asymmetric confluences exhibiting a pronounced scour hole.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».