Optimization methods are used to estimate parameters required for routing floods through open compound channels. Besides initial and boundary flow conditions, data required especially include, crosssectional area (A) of flow and conveyance (K) as functions of flow depth (y) for a representative crosssection of the study reach. Thus, instead of optimizing upon channel's geometric and hydraulic parameters, optimization is performed upon non-physical parameters in assumed A(y) and K(y) relationships. The optimization method selected for this application is the Nelder and Mead Simplex Algorithm. The objective function is expressed in terms of the relative differences between observed and simulated stages and discharges, which are evaluated based on the complete numerical solution of St Venant equations. This approach to formulating the optimization problem was applied to unsteady flow data sets for an experimental reach of the River Main in Northern Ireland. Based on statistical analysis, simulated and observed stages were found to be in good agreement. and Parametre potrebné pre kvantifikáciu transformácie povodňových vĺn v otvorených, zložených kanáloch, boli určené optimalizačnou metódou. Okrem počiatočných a okrajových podmienok sú potrebné ďalšie údaje, vrátane plochy priečneho rezu prúdom (A), ako aj vodivosť časti toku (K) ako funkcie hĺbky (y) pre reprezentatívny priečny rez. Namiesto optimalizácie geometrických a hydraulických parametrov kanála, optimalizácia sa vykonala pre nefyzické parametre, predpokladajúc závislosti A(y) a K(y). Vybranou metódou optimalizácie je Nelderov a Meadov Simplex Algoritmus. Funkcia je vyjadrená pomocou relatívnych rozdielov medzi pozorovanými a simulovanými vodnými stavmi a prietokmi, ktoré boli vyčíslené numerickým riešením rovníc St. Venanta. Tento spôsob formulácie optimalizačného problému bol aplikovaný na údaje pre neustálené prúdenie v experimentálnom priamom úseku rieky Main (River Main) v Severnom Írsku. Štatistickou analýzou bolo zistené, že simulované a merané vodné stavy boli veľmi blízke.
The impact of lateral momentum transfer (LMT) on channel conveyance is examined through applications of a new mathematical model for routing unsteady flows in compound channels. The model accounts for LMT through three parameters that relate: (i) 'actual' to 'isolated' sub-section discharge, (ii) main channel to flood plain lengths between stations, and (iii) flood plain to main channel depths. The model was applied to route a series of flood events in a hypothetical compound channel consisting of a deep smooth main channel between two wide and rough flood plain zones. The routing exercise was repeated with and without LMT in the analysis. Three empirical methods to account for LMT were investigated by comparing their corresponding simulated stage and discharge hydrographs. In general, LMT was found to have little impact on simulated stage hydrographs, however, for the case of small flood plain flows, LMT was responsible for some attenuation in the discharge hydrographs. and Príspevok skúma vplyv priečnej zložky hybnosti na prúdenie použitím nového matematického modelu neustáleného pohybu v zložených otvorených kanáloch. Použitý model zohľadňuje efekt priečnej hybnosti prostredníctvom troch parametrov, daných pomerom: (i) aktuálneho a ''oddeleného'' prietoku v danom úseku koryta, (ii) dĺžkou inundácie a dĺžkou úseku a (iii) plochy inundácie a plochy hlavného koryta v úseku. Model bol aplikovaný na výpočet niekoľkých povodňových udalostí v hypotetickom zloženom kanále s hladkým hlavným (hlbokým) korytom s obojstrannou drsnou inundáciou. Výpočty sa realizovali s akceptovaním a s vynechaním efektu priečnej hybnosti. Pri tom boli skúmané tri empirické metódy výpočtu priečnej hybnosti porovnávaním výsledkov na prietokových a hladinových hydrografoch. Výsledky preukázali, že účinok priečnej hybnosti sa ukázal len pri prietokoch, pri čom ich vplyv na priebeh hladín bol nevýznamný. Okrem toho výpočty pre korytá s malou inundáciou ukázali, že priečna hybnosť spôsobuje zoslabenie prietokov.
Uniform flow in compound channels has been studied in terms of a numerical model, called the NKE model. The model uses the three dimensional Navier-Stokes equations in conjunction with the non-linear k-ε turbulence model. The latter is used for the calculation of the Reynolds stress components responsible for the generation of the secondary currents. This model is based on the SIMPLE technique, and computes the six parameters U, V, W, P, k, and ε using wall functions on a Cartesian grid. The NKE model was used to simulate the compound open channel flows of the UK Flood Channel Facility run 080301 (Shiono and Knight, 1989). The Reynolds Stress Model (RSM) of FLUENT was also used as a comparison. The results obtained have shown that the NKE and RSM models can reasonably predict the primary mean velocity and secondary currents. Although agreement is certainly not perfect in every detail, the main features of the flow are reproduced. The bulging of the contours at the bottom corner of the main channel, the inclination of the contours near the free surface towards the channel centre, and the depression of the maximum velocity below the free surface can be seen. These are consistent with the pattern of the secondary flows, which are mainly formed by two vortices, namely the main channel vortex and flood plain vortex. These vortices, which originate near the main channel-flood plain junction, can be reproduced by the NKE and RSM models. and Štúdia pomocou numerického modelu NKF analyzuje ustálený rovnomerný prúd vody v koryte zloženom z kinety a dvoch symetrických beriem so zvislými stranami. Model využíva tri rovnice Naviera- Stokesa a nelineárny k-ε model turbulencie, ktorý simuluje Reynoldsove napätia, zodpovedné za druhotné prúdy. Tento model, založený na tzv. SIMPLE technike, počíta šesť parametrov U, V, W, P, k a ε pri použití stenových funkcií a karteziánskej siete. NKE model simuloval prúdenie, experimentálne pozorované na zariadení UK Flood Channel Facility ako séria č. 080301 (Shiono a Knight, 1989). Model pre Reynoldsove napätia (RSM) z balíka FLUENT bol tiež využitý na porovnanie. Výsledky ukázali, že modely NKE a RSM sú schopné predpovedať ako základné rýchlostné pole, tak aj vyvolané druhotné prúdenia. Aj keď zhoda s experimentom nie je v každom detaile úplná, hlavné znaky rýchlostného poľa sú zobrazené. Na simulácii možno vidieť zaoblenie rýchlostného poľa v rohoch dna hlavného kanála, sklon poľa v blízkosti hladiny smerom do stredu, ako aj pokles maxima rýchlosti pod voľnú hladinu. Tieto efekty sú v súlade s obrazom druhotných prúdov, ktoré sú tvorené hlavne dvoma vírmi - vírom kinety a vírom bermy. Tieto víry, vznikajúce pri spojení kinety s bermou, môžu byť reprodukované modelmi NKE a RSM.