Aplicação de modelo computacional hidrodinâmico a jusante de uma estrutura hidráulica

Abstract

Resumo: Esta dissertação apresenta um estudo sobre escoamento a jusante de uma obra hidráulica através da modelação computacional hidrodinâmica utilizando o modelo Delft 3D. Como caso piloto foi escolhido um trecho do rio Iguaçu, imediatamente a jusante de um hipotético vertedouro de baixa queda. Para simular o escoamento liberado pelo vertedouro, utilizou-se um escoamento equivalente, com a mesma velocidade e a mesma profundidade, em regime uniforme supercrítico vindo de um canal longo. A simulação efetuada conduziu a resultados satisfatórios e indicou que o procedimento adotado é promissor para a análise do escoamento a jusante de vertedouros, principalmente os de baixa queda. A curva de descarga imediatamente a jusante da estrutura foi obtida pela simulação e foi feita uma completa análise do escoamento em termos de linhas de corrente, profundidades e magnitude das velocidades. Foi possível simular também o processo de dissipação de energia através do ressalto hidráulico.

Abstract: This thesis presents a study of flow field immediately downstream of a hydraulic structure by Delft 3D Computational Fluid Dynamic Modeling. As a case study it was chosen a reach of Igua¸cu River, just downstream of a hypothetical low ogee spillway. In order to simulate the flow released by the spillway, it was used an equivalent uniform flow through a long channel - with the same velocity and same depth. This simulation led to good results and showed that the methodology is suitable for analysis of flow in downstream area of spillways, especially of low ogee crests. The downstream rating curve just close to the structure was obtained by simulation and this study led to the conclusion that a complete analysis of the flow field in terms of stream lines, depths, and velocities is possible. The simulation of energy dissipation in hydraulic jump was also proved to be possible.