Modelo matemático bidimensional de transporte de massa em elementos finitos com ênfase em estuários

• Autor(a) principal: Camaño Schettini, Edith Beatriz
• Data de Publicação: 1991
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/195861
• topic: Hidrodinâmica; Hidráulica; Mistura; Modelos matemáticos; Patos, Lagoa dos (RS); Rio Grande do Sul; Estuários; Correntes de densidade; Transporte de massa; Dispersão de poluentes; Difusão; Camaño Schettini, Edith Beatriz; Estuaries; Pollution; Mass transport; Mathematical model

O estudo dos fenômenos de transporte de substâncias em corpos de águas rasas, em particular em estuários, tem tido uma importância crescente nos últimos anos, devido ao aumento do uso deste recurso e ao crescente grau de poluição dos mesmos. O objetivo do presente trabalho é apresentar o desenvolvimento e aplicação de integrado na vertical com um modelo matemático de transporte de massa bidimensional vertical. O método numérico utilizado é o de elementos finitos com o critério de Galerkin, para a integração espacial, e o de diferenças finitas para a integração temporal. Este modelo tem como dados de entrada, além da geometria do corpo de água, os campos de velocidades e níveis obtidos a partir de um modelo hidrodinâmico bidimensional, horizontal, desenvolvido anteriormente. Os resultados de vários testes teóricos são apresentados, os quais serviram para a verificação e definição dos intervalos de validade dos parâmetros envolvidos para ambos os modelos. A análise é realizada em função dos números de Courant para o modelo hidrodinâmico) e Péclét (para o modelo de transporte de massa). Especial atenção é dada a correta escolha do 9tensor de difusão, o qual deve levar em conta os efeitos do escoamento oscilatório e residual, bem como outros tipos de irregularidades da morfologia (sacos, canais e várzeas). Duas aplicações ao estuário da laguna dos Patos são apresentadas,e os resultados são comparados com dados observados. Um bom ajuste do modelo hidrodinâmico (levando em conta velocidades residuais e gradientes de níveis entre a laguna e o mar) é necessário para um bom ajuste do modelo de transporte de massa. Deve-se salientar, também, que a obtenção das condições iniciais para este último é um fator de vital importância, devido aos tempos de simulação, normalmente de um dia. O modelo desenvolvido apresenta-se como sendo amplamente satisfatório na simulação de problemas de transporte de massa para estuários bem misturados ou parcialmente estratificados.