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Evaluation of Jet-Roof Geometry for Snow-Cornice Control

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

K. L. Dawson
Affiliation:
Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics, Montana State University, Bozeman, Montana 59717, U.S.A.
T. E. Lang
Affiliation:
Department of Civil Engineering and Engineering Mechanics, Montana State University, Bozeman, Montana 59717, U.S.A.
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Abstract

Numerical hydrodynamic simulation of the jet-roof geometry for control of snow deposition to prevent cornice formation at mountain ridges is reported. Different jet-roof geometries are evaluated based upon the extent and size of the ground-surface stagnation region and the recirculation region to the lee of the roof. Results show that jet-roof length should be of the same order as nominal height of the roof from the ground surface. Efficient placement of the roof is shown to be that with the leading edge directly above the mountain ridge, and roof angle approximately equal to lee slope angle. In numerical simulation of flow-field start-up, near steady-state flow is approached in less than 1.0 s real time, indicating short transient-flow duration.

Résumé

Résumé

On rapporte un essai de simulation hydrodynamique numérique de la géométrie des toits-buse pour le contrôle du dépôt de la neige et pour empêcher la formation de corniches le long des crêtes montagneuses. On a comparé différentes géométries de toits-buse à partir de l’extension et de la forme de région de sol dénudé et de la région de recirculation sous le vent du toit. Les résultats montrent que la longueur du toit-buse devrait être de même ordre de grandeur que la hauteur nominale du toit au dessus de sol. On montre que l’emplacement efficace du toit doit être celui avec le bord d’attaque du toit directement au droit de la crête et l’angle du toit approximativement égal à l’angle de la pente du sol sous le vent du toit. Dans la simulation numérique du démarrage de la ventilation, un état voisin de l’état d’équilibre est atteint en moins d’une seconde de temps réel, prouvant que la durée de l’écoulement transitoire est courte.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es wird über eine numerische hydrodynamische Simulation der Jetdach-Geometrie zur Steuerung der Schneeablage mit dem Ziel, Wächtenbildung an Bergrücken zu verhindern, berichtet. Die Untersuchung erstreckt sich auf verschiedene Jetdachformen ausgehend von der Ausdehnung und Grösse des Stagnationsgebietes an der Grundfläche und der Rückzirkulation auf der Lee-Seite des Daches. Die Ergebnisse zeigen, dass die Länge der Jetdächer dieselbe Grössenordnung besitzen sollte wie die Nennhöhe des Daches über der Grundfläche. Als wirkungsvolle Aufstellung des Daches ergibt sich eine solche, bei der die Führungskante direkt über dem Bergrücken liegt; dabei sollte der Dachwinkel annähernd gleich der Hangneigung auf der Lee-Seite sein. Bei der numerischen Simulation des Ingangkommens eines Strömungsfeldes wird eine beinahe stetige Strömung in weniger als I s Echtzeit erreicht, was auf eine kurze Dauer der Übergangsströmung hinweist.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1979
Figure 0

Fig. 1. Successive problem-simulation refinements of the jet-roof-mountain geometry.

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Fig. 2. Flow field for the no-ridge model with a slope-parallel jet roof, 3.5 m characteristic length.

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Fig. 3. Ratio of average leading-edge velocity to average trailing-edge velocity, Ψ versus time into developing flow for different lengths of slope-parallel jet roofs.

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Fig. 4. Ratio of average leading-edge velocity to average trailing-edge velocity, Ψ, versus time into developing flow for different angles of inclination of a jet roof 3.0 m long.

Figure 4

Fig. 5. Dependence of stagnation region and recirculating eddy upon slope-parallel jet roof.

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Fig. 6. Dependence of stagnation region and recirculating eddy upon negative jet-roof inclination for a jet roof 3.0 m long.

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Fig. 7. Dependence of stagnation region and recirculating eddy upon positive jet-roof inclination for a jet roof 3.0 m long

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Fig. 8. (a) Definition of four jet-roof geometries relative to the mountain ridge, and (b) stagnation regions and recirculating eddies for the four regions.

Figure 8

Table I. Average velocity and volume flow rate at the vertical cross-section at the trailing edge of the jet roof