Simulation of thermal stratification using the a 2DV (CE-QUAL-W2) and a 3D (DELFT3D) model : the case study : Passaúna Reservoir

Abstract

Resumo: Modelos hidrodinamicos sao ferramentas complexas porem indispensaveis para o gerenciamento e estudo de corpos d'agua. Estes modelos podem ser uni, bi ou tridimensionais e podem exigir diversos tipos de condicoes de contorno para o seu correto funcionamento. Modelos tridimensionais oferecem uma gama maior de resultados e geralmente com qualidade superior porem sao extremamente caros em termos computacionais e na aquisicao de dados necessarios para seu funcionamento; em termos computacionais, modelos bidimensionais oferecem certa vantagem. O objetivo deste trabalho e mostrar que modelos bidimensionais sao capazes de representar um reservatorio de agua sem perder acuracia em seus resultados quando comparados com modelos tridimensionais. Para fazer isso, o reservatorio Passauna foi modelado com o modelos tridimensional Delft3D e com o modelo bidimensional CE-QUAL-W2. Foi possivel mostrar que o modelo bidimensional em questao foi capaz de produzir resultados satisfatorios e em alguns casos ate mesmo melhores do que o modelo tridimensional, e com custo computacional muito menor, porem nota-se que a utilizacao dos modelos tridimensionais e mais simples e estes modelos possuem muito mais suporte a ferramentas de pos processamento do que a opcao bidimensional. Palavras-chave: Modelos hidrodinamicos. Bidimensionais. Tridimensionais.

Abstract: Hydrodynamic models are complex but indispensable tools for the management and study of water bodies. These models can be uni, bi or three-dimensional and may require several types of boundary conditions for their correct operation. Three-dimensional models offer a wider range of results and are generally of superior quality but are extremely expensive in terms of computation time and data acquisition required; In computational terms, two-dimensional models offer an advantage. The objective of this work is to show that two-dimensional models can represent a water reservoir without losing accuracy in their results when compared to three-dimensional models. To do this, the Passauna reservoir was modeled with the three-dimensional Delft3D model and the two-dimensional model CE-QUAL-W2. It was possible to show that the two-dimensional model in question was able to produce satisfactory results, and in some cases even better than the threedimensional model, and with a much lower computational cost. However, it is noted that the use of three-dimensional models is more straightforward, and these models have much more support for post-processing tools than the two-dimensional option. Keywords: Hydrodynamic models. Two-dimensional. Three-dimensional