Modelagem do escoamento transcrítico sob regime permanente e transiente em canais

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dc.contributor.advisor1Formiga, Klebber Teodomiro Martins
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0787413754235970pt_BR
dc.contributor.referee1Formiga, Klebber Teodomiro Martins
dc.contributor.referee2Vasco, Joel Roberto Guimarães
dc.contributor.referee3Soares, Alexandre Soares Kepler
dc.creatorCarvalho, Thiago Pires de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7438152083287255pt_BR
dc.date.accessioned2021-06-25T13:54:44Z
dc.date.available2021-06-25T13:54:44Z
dc.date.issued2021-04-27
dc.description.abstractThe understanding of phenomena related to floods propagation along open channels, especially in artificial urban ones, is becoming increasingly important to avoid flooding and inundation as a result of intense precipitations. In this context, there is still great difficulty in computational modeling certain hydraulic phenomena, such as hydraulic jump, which may occur during a flood wave flow along channels under specific conditions that generate changes in flow regimes. Seeking a better understanding of this phenomenon, this work proposes the development of computational tools that simulate, through physique and mathematical equations, the propagation of flows that occur in the transition from supercritical to subcritical regimes, the so-called transcritical flow. Two computational models were developed for free-surface simulation. The first for the gradually varying permanent regime, through the Standard Step Method, as proposed by Akan (2011). The second one for the transient regime, based on solving the Saint-Venant equations in a hybrid way, where the supercritical curve was defined by the Finite Difference Method (explicit resolution) as proposed by Chaudhry (2007), and the subcritical curve was defined by the Preissmann Method (implicit resolution). Comparisons among the conjugate heights of each flow curve provided the flow transition point determination. These models were validated through laboratory tests, performed in an experimental channel, simulating different scenarios of transcritical flow, allowing the free-surface monitoring and measurement by means of a graduated ruler (experiments in gradually varying permanent regime) and ultrasonic sensors (transient regime). In particular, we aim at computational modeling the hydraulic jump phenomenon, an aproach of extreme importance and relevance for interventions in natural and artificial channels in order to promote controlled energy dissipation, regulating and stabilizing the propagation of floods and mitigating impacts downstream.eng
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dc.description.resumoA compreensão de fenômenos ligados à propagação de cheias em canais, principalmente em canais urbanos artificiais, tem adquirido a cada dia maior importância no sentido de evitar alagamentos e inundações em decorrência de precipitações intensas. Neste contexto, ainda existe grande dificuldade na modelagem de determinados fenômenos hidráulicos, como o ressalto hidráulico, que pode ocorrer durante o escoamento de uma onda de cheia em canais sob condições específicas que gerem alterações nos regimes de escoamento. Buscando melhor compreensão desse fenômeno, esse trabalho propõe o desenvolvimento de ferramentas computacionais que modelem, a partir de equacionamentos físicos e matemáticos, a propagação de escoamentos na qual ocorrem a transição de regime supercrítico para subcrítico, denominado escoamento transcrítico. Foram desenvolvidos dois modelos computacionais para modelagem da superfície livre. O primeiro para regime permanente gradualmente variado, a partir do Standard Step Method como proposto por Akan (2011). O segundo para regime transiente, baseado na resolução das equações de Saint-Venant de forma híbrida, sendo a definição da curva supercrítica via Método de Diferenças Finitas (resolução explícita) conforme proposto por Chaudhry (2007), e para a curva subcrítica o Método de Preissmann (resolução implícita). A determinação do ponto de transição de escoamento foi via comparações das alturas conjugadas de cada curva de escoamento. Esses modelos foram validados a partir de ensaios físicos, realizados em canal experimental, simulando diferentes cenários de escoamento transcríticos, possibilitando o monitoramento e medição da superfície livre por meio de régua graduada (ensaios em regime permanente gradualmente variado) e sensores ultrassônicos (regime transiente). Em particular, busca-se a modelagem do fenômeno do ressalto hidráulico, de extrema importância e relevância para intervenções em canais naturais e artificiais, afim de promover dissipações controladas de energia, regulando e estabilizando a propagação de cheias e mitigando impactos à jusante.pt_BR
dc.identifier.citationCARVALHO, T. P. Modelagem do escoamento transcrítico sob regime permanente e transiente em canais. 2021. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental e Sanitária) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11448
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Civil e Ambiental - EECA (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária (EEC)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectEscoamento transcríticopor
dc.subjectRessalto hidráulicopor
dc.subjectModelagem hidráulicapor
dc.subjectTranscritical floweng
dc.subjectHydraulic jumpeng
dc.subjectHydraulic modeleng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOSpt_BR
dc.titleModelagem do escoamento transcrítico sob regime permanente e transiente em canaispt_BR
dc.title.alternativeModeling of the transcritical flow under steady and unsteady flow in channelseng
dc.typeDissertaçãopt_BR

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