Desarrollo de un modelo numérico para la simulación de procesos hidráulicos

"En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo numérico para la simulación de fenómenos hidrológicos. El modelo matemático se basa en las ecuaciones de Saint-Venant en 2D, las cuales se deducen a su vez de las ecuaciones de Navier-Stokes. El modelo considera la parte turbulenta del flu...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: DAVID URIEL NEGRETE CORREA
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2016
País:México
Institución:Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica
Repositorio:Repositorio Institucional del IPICYT
Idioma:español
OAI Identifier:oai:ipicyt.repositorioinstitucional.mx:1010/440
Acceso en línea:http://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1010/45
http://ipicyt.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1010/440
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:info:eu-repo/classification/Autor/Fenómenos hidrológicos
info:eu-repo/classification/Autor/Modelo numérico
info:eu-repo/classification/Autor/Saint-Venant
info:eu-repo/classification/Autor/Simulación
info:eu-repo/classification/cti/1
info:eu-repo/classification/cti/25
Descripción
Sumario:"En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo numérico para la simulación de fenómenos hidrológicos. El modelo matemático se basa en las ecuaciones de Saint-Venant en 2D, las cuales se deducen a su vez de las ecuaciones de Navier-Stokes. El modelo considera la parte turbulenta del fluido así como la fricción con el fondo usando la fórmula de Manning con un coeficiente de fricción promediado de los encontrados en la literatura. Se aplicó un método de diferencias finitas para la discretización de las ecuaciones. Posteriormente, se generó el código en lenguaje Fortran para efectuar los cálculos y la visualización de los resultados se efectuó en MatLab. Se presentan los resultados de experimentos considerando topografías ideales con diferentes pendientes, es decir, canales inclinados de anchura fija. Los resultados muestran la propagación de un frente de agua que puede ser el resultado del rompimiento de una presa, una crecida de agua por intensas lluvias, una bora causada por mareas en un estuario o bien una ola de tsunami alcanzando la costa, entre otros fenómenos. Se simularon con condiciones realistas un total de seis experimentos. Tres experimentos de rompimiento de presas, en los cuales se manejaron tres escenarios distintos: Con gran pendiente en el terreno y cantidad limitada del fluido a una resolución de 30x30 metros; uno con pendiente menos pronunciada y entrada continua de agua con misma resolución de 30x30 metros; por ultimo uno con poca pendiente y entrada continua de fluido pero con una resolución mayor de 3x3 metros. Dos experimentos para simular la propagación de un soliton, uno con mallado de 3x3 metros y otro con mallado de 30x30 metros. Uno más para el caso de grandes avenidas de agua en ríos o incluso semejante a las boras, probando la estabilidad del modelo en la presencia de altos gradientes de presión constantes."