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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26903| Título: | Modelagem de fluxo para quebra de barragem via método das características e dinâmica de fluidos computacional |
| Título(s) alternativo(s): | Dam-break flow modeling by the method of the characteristics and computational fluid dynamics |
| Autor(es): | Bueno Neto, Urias de Moura |
| Orientador(es): | Lobeiro, Adilandri Mercio |
| Palavras-chave: | Barragens de terra Fluidodinâmica computacional Métodos de simulação Ondas de choque Desastres ambientais Earth dams Computational fluid dynamics Simulation methods Shock waves Environmental disasters |
| Data do documento: | 30-Nov-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | BUENO NETO, Urias de Moura. Modelagem de fluxo para quebra de barragem via método das características e dinâmica de fluidos computacional. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2021. |
| Resumo: | Como mostra a literatura a frequência dos acidentes envolvendo o rompimento de barragens vêm se tornando cada vez maiores. Na última década o Brasil foi marcado pelas tragédia de Mariana e Brumadinho, os quais geraram grandes impactos ambientais e socioeconômicos tendo como principal as vidas humanas ceifadas. Devido a complexidade e a gravidade de uma possível catástrofe envolvendo barragens, foi realizada a modelagem para o rompimento de uma barragem hipotética, comparando uma abordagem já muito utilizada para escoamentos em 1-D e 2-D, onde foram resolvidas as Equações de Saint-Venant também conhecidas como equações de águas rasas, utilizando o método das características, através de um código elaborado no software MATLAB ®, os resultados foram comparados com os dados obtidos de dinâmica dos fluidos computacional, onde utilizou-se o software ANSYS ® que resolve as equações de Reynolds-Averaged Navier-Stokes pelo método dos volumes finitos, com o intuito de verficar se uma abordagem menos robusta como a produzida no MATLAB, possui vantagens sobre a abordagem mais robusta como a do ANSYS. De modo geral obteve-se bons resultados de profundidades ao comparar ambas metodologias com maior erro na ordem de 24% destacando a agilidade e o baixíssimo custo computacional do método das características na obtenção dos mesmos, em relação as velocidades não se obteve o resultado desejado devido a alta ordem dos erros, porém a velocidade de propagação da onda foi basicamente idêntica em ambas as abordagens ao avaliar o perfil da onda gerada. O intuito de reduzir os erros relacionados às velocidades nas seções pode ser o objetivo de pesquisas futuras. |
| Abstract: | As the literature shows, the frequency of accidents involving the breaking of dams is becoming increasingly higher. In the last decade, Brazil was marked by the tragedy of Mariana and Brumadinho, which generated great environmental and socioeconomic impacts, with the main loss of human lives being lost. Due to the complexity and severity of a possible catastrophe involving dams, modeling for the failure of a hypothetical dam was performed, comparing an approach already widely used for 1-D and 2-D flows, where the Saint-Venant Equations were solved, also known as shallow water equations, using the method of characteristics, through a code elaborated in the MATLAB ® software, the results were compared with the data obtained from computational fluid dynamics, using the ANSYS ® software that solves the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations by the finite volume method, to verify if a less robust approach like the one produced in MATLAB, has advantages over a more robust approach like the one in ANSYS. In general, good depth results were obtained when comparing both methods with the highest error in the order of 24%, highlighting the agility and low computational cost of the method of characteristics in obtaining them, about speeds, the desired result was not obtained due to the high order of errors, however, the wave propagation speed was identical in both approaches when evaluating the generated wave profile. The aim of reducing errors related to speeds in sections may be the objective of future research. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26903 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia Ambiental |
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