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A new formulation for the prediction of free surface dynamics related to the turbulence occurring nearby is proposed. This formulation, altogether with a breakup criterion, can be used to compute the inception of self-aeration in high velocity flows like those occurring in hydraulic structures. Assuming a simple perturbation geometry, a kinematic and a non-linear momentum-based dynamic equation are formulated and forces acting on a control volume are approximated. Limiting steepness is proposed as an adequate breakup criterion. Role of the velocity fluctuations normal to the free surface is shown to be the main turbulence quantity related to self-aeration and the role of the scales contained in the turbulence spectrum are depicted. Surface tension force is integrated accounting for large displacements by using differential geometry for the curvature estimation. Gravity and pressure effects are also contemplated in the proposed formulation. The obtained equations can be numerically integrated for each wavelength, hence resulting in different growth rates and allowing computation of the free surface roughness wavelength distribution. Application to a prototype scale spillway (at the Aviemore dam) revealed that most unstable wavelength was close to the Taylor lengthscale. Amplitude distributions have been also obtained observing different scaling for perturbations stabilized by gravity or surface tension. The proposed theoretical framework represents a new conceptualization of self-aeration which explains the characteristic rough surface at the non-aerated region as well as other previous experimental observations which remained unresolved for several decades.
Der Telekommunikationsmarkt erfährt substanzielle Veränderungen. Neue Geschäftsmodelle, innovative Dienstleistungen und Technologien erfordern Reengineering, Transformation und Prozessstandardisierung. Mit der Enhanced Telecom Operation Map (eTOM) bietet das TM Forum ein international anerkanntes de facto Referenz-Prozess-Framework basierend auf spezifischen Anforderungen und Ausprägungen der Telekommunikationsindustrie an. Allerdings enthält dieses Referenz-Framework nur eine hierarchische Sammlung von Prozessen auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen. Eine Kontrollsicht verstanden als sequenzielle Anordnung von Aktivitäten und daraus resultierend ein realer Prozessablauf fehlt ebenso wie eine Ende-zu-Ende-Sicht auf den Kunden. In diesem Artikel erweitern wir das eTOM-Referenzmodell durch Referenzprozessabläufe, in welchen wir das Wissen über Prozesse in Telekommunikationsunternehmen abstrahieren und generalisieren. Durch die Referenzprozessabläufe werden Unternehmen bei dem strukturierten und transparenten (Re-)Design ihrer Prozesse unterstützt. Wir demonstrieren die Anwendbarkeit und Nützlichkeit unserer Referenzprozessabläufe in zwei Fallstudien und evaluieren diese anhand von Kriterien für die Bewertung von Referenzmodellen. Die Referenzprozessabläufe wurden vom TM Forum in den Standard aufgenommen und als Teil von eTOM Version 9 veröffentlicht. Darüber hinaus diskutieren wir die Komponenten unseres Ansatzes, die auch außerhalb der Telekommunikationsindustrie angewandt werden können.