Modelagem do escoamento em uma escada de peixes do tipo ranhura vertical

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Umeda, Camila Yuri Lira
• Orientador(a): Janzen, Johannes Gérson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Peixe - pesquisa; Fishes - research; Animais - migração; Animal Migration; Fluidodinâmica Computacional; Computational Fluid Dynamics
• Link de acesso: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/2604

Este trabalho analisou o comportamento hidráulico de uma escada de peixes do tipo ranhura vertical utilizando modelagens uni e tridimensionais. Os resultados foram comparados com dados experimentais obtidos em um modelo em escala reduzida (1:12). Os níveis d’água simulados nos modelos 1D e 3D foram muito próximos dos níveis d’água obtidos com o modelo em escala reduzida e ficaram com uma diferença média de ±0.04 m. A calibração do modelo 1D foi realizada a partir dos coeficientes de contração e expansão, os quais foram identificados como parâmetros mais sensíveis para o caso estudado. Os valores recomendados são de 0.18 e 0.84, respectivamente. Ademais, o modelo 1D permitiu estimar as vazões de funcionamento mínima de 0.12 m3/s e máxima de 1.10 m³/s, considerando uma profundidade mínima de 0.50 m e uma taxa de dissipação de energia teórica não superior a 200 W/m3. A simulação com o modelo 3D permitiu verificar os padrões de escoamento ao longo da escada de peixes, assim como as regiões mais críticas para a passagem dos peixes. O padrão de velocidades nos tanques da escada é composto de duas regiões principais: de jato, com alta velocidade e energia cinética turbulenta; e de recirculação, que serve para o descanso dos peixes. As velocidades encontradas nas ranhuras não são superiores às velocidades suportadas pelos peixes das espécies-chave deste estudo. Ressalta-se que a taxa de dissipação de energia teórica, tradicionalmente utilizada na literatura para avaliar as condições hidráulicas em escadas de peixes, não possui boa concordância com as simulações 3D, podendo ser utilizada como uma primeira aproximação, mais conservadora, da energia dissipada. Apesar dos modelos conseguirem simular os níveis d’água, as velocidades simuladas foram diferentes das velocidades observadas no modelo em escala reduzida. Mais estudos devem ser realizados para verificar os efeitos de escala da turbulência.