S'abonner

Correspondence between de Saint-Venant and Boussinesq. 1: Birth of the Shallow–Water Equations - 12/10/19

Doi : 10.1016/j.crme.2019.08.004 
Willi H. Hager a , Oscar Castro-Orgaz b, Kolumban Hutter a
a VAW, ETH Zurich, CH-8093 Zürich, Switzerland 
b University of Cordoba, Campus Rabanales, 14071 Cordoba, Spain 

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

pages 31
Iconographies 15
Vidéos 0
Autres 0

Abstract

The Shallow–Water Equations (SWEs), also referred to as the de Saint-Venant equations, constitute the current governing mathematical tool for free-surface water flows. These include, e.g., flood flows in rivers and in urban zones, flows across hydraulic structures as dams or wastewater facilities, flows in the environmental fields, glaciology, or meteorology. Despite this attractiveness, the system of two partial differential equations has an exact mathematical solution only for a limited number of problems of practical relevance.

This historical work on the SWEs is based on a correspondence between two 19th-century scientists, de Saint-Venant and Boussinesq. Their well-known papers are thus commented from the point of development of their theory; the input of both scientists is evidenced by their writings, and comments of both to each other that led to what is commonly known as the SWEs. Given the age difference of the two of 45 years, the experienced engineer de Saint-Venant, and the mathematician Boussinesq, two eminent researchers, met to discuss not only problems in hydraulics, but in physics generally. In addition, their correspondence embraced also questions in ethics, religion, history of sciences, and personal news.

The results of the SWEs cease to hold if streamline curvature effects dominate; this includes breaking waves, solitary and cnoidal waves, or non-linear waves in general. In most other cases, however, the SWEs perfectly apply to typical flows in engineering practice; they are considered the fundamental system of equations describing open channel flows. This work thus provides a background to its birth, including lots of comments as to its improvement, physical meanings, methods of solution, and a discussion of the results. This paper also deals with the steady flow equations, gives a short account on the main persons mentioned in the Correspondence, and provides a summary of further developments of the SWEs until 1920.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Biography, Fluid mechanics, History, Hydraulics, Water waves


Plan


© 2019  Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 347 - N° 9

P. 632-662 - septembre 2019 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • The tallest column problem: New first integrals and estimates
  • Teodor M. Atanackovic
| Article suivant Article suivant
  • Gear fault diagnosis under non-stationary operating mode based on EMD, TKEO, and Shock Detector
  • Ridha Ziani, Ahmed Hammami, Fakher Chaari, Ahmed Felkaoui, Mohamed Haddar

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’achat d’article à l’unité est indisponible à l’heure actuelle.

Déjà abonné à cette revue ?

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2024 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.