Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10183/175016 |
Resumo: | Correntes de densidade são fluxos gravitacionais gerados pela diferença de densidade entre dois fluidos. Correntes de turbidez fazem parte de uma sub-classificação das correntes de densidade, na qual o fluido mais denso tem, na sua composição, partículas em suspensão. Muitos trabalhos numéricos já estudaram a dinâmica das correntes de turbidez, mas, nenhum dos encontrados aplicou mudanças de relevo concomitantes com a simulação, causadas pela sedimentação das próprias partículas da corrente e nem alterou o relevo após a passagem de cada evento em um domínio tridimensional. O presente trabalho pretende analisar a alteração no relevo de fundo causada por uma corrente de turbidez. No código Incompact3d, as equações de Navier-Stokes, Continuidade e Transporte e Difusão são resolvidas em uma malha cartesiana tridimensional. A condição inicial adotada é a de Lock-Exchange. As simulações realizadas utilizaram Simulação Numérica Direta (DNS). O código utiliza um esquema compacto centrado de sexta ordem, em diferenças finitas, para o esquema espacial, e Adams-Bashfort de terceira ordem para o esquema temporal. A validação do código foi realizada comparando-se com trabalhos experimental e numéricos. A análise das diferentes proporções granulométricas mostrou que quanto maior é a quantidade de material grosso na condição inicial, maior será seu depósito para um dado tempo. Em consequência, mais relevante se torna a consideração da alteração do relevo de fundo. Além disso, quanto maior o fator de compactação do sedimento, maior será o erro de não considerar a atualização de fundo. Os resultados também apontaram que os erros médios ao não considerar a atualização do fundo são da ordem de 4% da massa de depósito em 20 tempos adimensionais, para os parâmetros utilizados. Ao se propagar uma corrente de turbidez sobre o depósito de outra, os erros se mostram menores. |
id |
URGS_6a38a6715c2cb2975c5a3afe7d24e3ec |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:www.lume.ufrgs.br:10183/175016 |
network_acronym_str |
URGS |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
repository_id_str |
1853 |
spelling |
Lucchese, Luisa VieiraCamaño Schettini, Edith BeatrizSilvestrini, Jorge Hugo2018-04-26T02:32:40Z2018http://hdl.handle.net/10183/175016001065224Correntes de densidade são fluxos gravitacionais gerados pela diferença de densidade entre dois fluidos. Correntes de turbidez fazem parte de uma sub-classificação das correntes de densidade, na qual o fluido mais denso tem, na sua composição, partículas em suspensão. Muitos trabalhos numéricos já estudaram a dinâmica das correntes de turbidez, mas, nenhum dos encontrados aplicou mudanças de relevo concomitantes com a simulação, causadas pela sedimentação das próprias partículas da corrente e nem alterou o relevo após a passagem de cada evento em um domínio tridimensional. O presente trabalho pretende analisar a alteração no relevo de fundo causada por uma corrente de turbidez. No código Incompact3d, as equações de Navier-Stokes, Continuidade e Transporte e Difusão são resolvidas em uma malha cartesiana tridimensional. A condição inicial adotada é a de Lock-Exchange. As simulações realizadas utilizaram Simulação Numérica Direta (DNS). O código utiliza um esquema compacto centrado de sexta ordem, em diferenças finitas, para o esquema espacial, e Adams-Bashfort de terceira ordem para o esquema temporal. A validação do código foi realizada comparando-se com trabalhos experimental e numéricos. A análise das diferentes proporções granulométricas mostrou que quanto maior é a quantidade de material grosso na condição inicial, maior será seu depósito para um dado tempo. Em consequência, mais relevante se torna a consideração da alteração do relevo de fundo. Além disso, quanto maior o fator de compactação do sedimento, maior será o erro de não considerar a atualização de fundo. Os resultados também apontaram que os erros médios ao não considerar a atualização do fundo são da ordem de 4% da massa de depósito em 20 tempos adimensionais, para os parâmetros utilizados. Ao se propagar uma corrente de turbidez sobre o depósito de outra, os erros se mostram menores.Gravity currents are gravitational fluxes triggered by density difference between two fluids. A sub-classification of those are turbidity currents, in which the denser fluid is composed by the lighter fluid plus suspended particles. Many papers had shown turbidity currents dynamics, although none of the papers found had applied changes in the simulated topography due to deposit during the own simulation, neither they had altered a 3D domain topography after each flux, applying the changes caused by the previous current. The present dissertation aims to analyse the turbidity current dynamics alteration caused by the influence of its own deposit, altering the topography during the very simulation. The analysis is conducted in a polidispersed turbidity current. The Incompact3d code solves Navier-Stokes, continuity and transport-diffusion equation, in a tridimensional cartesian mesh. Lock-exchange was chosen to be the initial condition. Direct Numerical Simulations (DNS) are performed. Sixth order compact finite-difference schemes are used on the spatial domain, while third order Adams-Bashfort is applied for the temporal evaluation. Comparisons with numerical and experimental papers were performed for code verification. Results showed the coarser the particles on the starting lock-exchange, the higher its deposit is, and the more the terrain will be altered. Nevertheless, the bigger the compacting factor, the bigger the error of not considering bathymetry alteration. Results also point that the average errors of not considering the update are in order of 4% on the mass deposit, after 20 dimensionless times, for the used parameters. When a current propagates over the deposit of a previous one, these errors are smaller.application/pdfporCorrentes de turbidezModelos matemáticosSedimentaçãoSimulação numéricaSimulação computacionalTurbiditoDinâmica dos fluidos computacionalTurbidity currentTurbiditeDNSEstudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Pesquisas HidráulicasPrograma de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento AmbientalPorto Alegre, BR-RS2018mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL001065224.pdf001065224.pdfTexto completoapplication/pdf6378886http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/175016/1/001065224.pdfcfa2821b3973ddbacee3717313f2a5c3MD51TEXT001065224.pdf.txt001065224.pdf.txtExtracted Texttext/plain172232http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/175016/2/001065224.pdf.txt0e9d67821e6863ce338394e40668d9a0MD52THUMBNAIL001065224.pdf.jpg001065224.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1076http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/175016/3/001065224.pdf.jpgd70d57ce7e9646cf2b9ef6f7d7516a73MD5310183/1750162024-03-23 05:01:17.440226oai:www.lume.ufrgs.br:10183/175016Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532024-03-23T08:01:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
title |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
spellingShingle |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo Lucchese, Luisa Vieira Correntes de turbidez Modelos matemáticos Sedimentação Simulação numérica Simulação computacional Turbidito Dinâmica dos fluidos computacional Turbidity current Turbidite DNS |
title_short |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
title_full |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
title_fullStr |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
title_full_unstemmed |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
title_sort |
Estudo numérico da sedimentação em correntes de turbidez com evolução do relevo de fundo |
author |
Lucchese, Luisa Vieira |
author_facet |
Lucchese, Luisa Vieira |
author_role |
author |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Lucchese, Luisa Vieira |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Camaño Schettini, Edith Beatriz |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Silvestrini, Jorge Hugo |
contributor_str_mv |
Camaño Schettini, Edith Beatriz Silvestrini, Jorge Hugo |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Correntes de turbidez Modelos matemáticos Sedimentação Simulação numérica Simulação computacional Turbidito Dinâmica dos fluidos computacional |
topic |
Correntes de turbidez Modelos matemáticos Sedimentação Simulação numérica Simulação computacional Turbidito Dinâmica dos fluidos computacional Turbidity current Turbidite DNS |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Turbidity current Turbidite DNS |
description |
Correntes de densidade são fluxos gravitacionais gerados pela diferença de densidade entre dois fluidos. Correntes de turbidez fazem parte de uma sub-classificação das correntes de densidade, na qual o fluido mais denso tem, na sua composição, partículas em suspensão. Muitos trabalhos numéricos já estudaram a dinâmica das correntes de turbidez, mas, nenhum dos encontrados aplicou mudanças de relevo concomitantes com a simulação, causadas pela sedimentação das próprias partículas da corrente e nem alterou o relevo após a passagem de cada evento em um domínio tridimensional. O presente trabalho pretende analisar a alteração no relevo de fundo causada por uma corrente de turbidez. No código Incompact3d, as equações de Navier-Stokes, Continuidade e Transporte e Difusão são resolvidas em uma malha cartesiana tridimensional. A condição inicial adotada é a de Lock-Exchange. As simulações realizadas utilizaram Simulação Numérica Direta (DNS). O código utiliza um esquema compacto centrado de sexta ordem, em diferenças finitas, para o esquema espacial, e Adams-Bashfort de terceira ordem para o esquema temporal. A validação do código foi realizada comparando-se com trabalhos experimental e numéricos. A análise das diferentes proporções granulométricas mostrou que quanto maior é a quantidade de material grosso na condição inicial, maior será seu depósito para um dado tempo. Em consequência, mais relevante se torna a consideração da alteração do relevo de fundo. Além disso, quanto maior o fator de compactação do sedimento, maior será o erro de não considerar a atualização de fundo. Os resultados também apontaram que os erros médios ao não considerar a atualização do fundo são da ordem de 4% da massa de depósito em 20 tempos adimensionais, para os parâmetros utilizados. Ao se propagar uma corrente de turbidez sobre o depósito de outra, os erros se mostram menores. |
publishDate |
2018 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2018-04-26T02:32:40Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2018 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/10183/175016 |
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv |
001065224 |
url |
http://hdl.handle.net/10183/175016 |
identifier_str_mv |
001065224 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) instacron:UFRGS |
instname_str |
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
instacron_str |
UFRGS |
institution |
UFRGS |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/175016/1/001065224.pdf http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/175016/2/001065224.pdf.txt http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/175016/3/001065224.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
cfa2821b3973ddbacee3717313f2a5c3 0e9d67821e6863ce338394e40668d9a0 d70d57ce7e9646cf2b9ef6f7d7516a73 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) |
repository.mail.fl_str_mv |
lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br |
_version_ |
1800309123368091648 |