Aplicação de modelagem fluidodinâmica computacional para caracterização do escoamento por um vertedouro de superfície.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pereira, Fábio Zacarias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CFD; Escoamento em superfície livre; Free-flow; Modelo numérico; Numerical model; Spillway; Vertedores
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-29112023-142419/

A água é indispensável para vida da humanidade e dentre as estruturas mais utilizadas para o controle de grandes quantidades de água estão as represas. Com a evolução da Engenharia, as barragens se tornaram cada vez maiores, sendo um dos pontos mais importantes do projeto, o estudo dos vertedouros. Devido à complexidade dos equacionamentos necessários para representar a água sobre essa estrutura, os estudos eram realizados apenas por meio de modelos físicos antes dos avanços computacionais. Com a evolução da tecnologia, sugiram os programas CFD (Computational Fluid Dynamics) e atualmente, os modelos CFD já estão bem estabelecidos como uma ferramenta de qualidade para diversos tipos de análises fluidodinâmicas. Mas conforme muitos estudos mostram, ainda há a necessidade de se calibrar os modelos CFD com dados de modelos físicos para a análise de vertedouros. Com isso é importante que mais estudos sobre o uso dos modelos CFD sejam realizados, para que ocorra o desenvolvimento do conhecimento sobre as virtudes e limitações destes modelos, permitindo que o uso desta ferramenta se torne cada vez maior e com garantia da confiabilidade dos resultados obtidos. Neste cenário o presente estudo pretende auxiliar na compreensão do comportamento dos modelos CFD para o estudo de vertedouros e assimilar os benefícios deste tipo de simulação. Para isso foi realizada uma modelagem fluidodinâmica computacional para caracterizar os principais parâmetros hidráulicos (velocidade, pressão e altura de água) do escoamento por um vertedouro, definindo os aspectos mais relevantes que precisam ser considerados para realizar essa modelagem e para garantir uma adequada reprodução do escoamento, tais como: definição da grade, escolha do modelo de turbulência e parâmetros de configuração dos modelos numéricos. Desse modo, espera-se agregar conhecimento em programas CFD, para que a comunidade de engenharia tenha cada vez mais entendimento sobre como desenvolver estudos de boa acurácia utilizando os modelos computacionais para a análise de vertedouros.