Estudo da dinâmica sedimentar e do depósito em correntes de turbidez por meio de simulação numérica

• Autor(a) principal: Morigi, Vinícios Prestes
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/231352
• topic: Hidráulica; Sedimentação; Turbidez; Simulação numérica

Correntes de turbidez são fluxos gravitacionais devidos à diferença de massa específica pela presença de sedimentos e sua propagação e seu depósito são temática recorrente de estudos. O objetivo deste trabalho é avaliar o depósito de correntes de turbidez em configuração de lockrelease utilizando modelagem numérica. Foi utilizado o código SuLi, que resolve as equações 3D da Continuidade e de Navier-Stokes, com aproximação não-hidrostática da pressão, em malha regular, com esquema upwind de diferenças finitas de primeira ordem. O código resolve a equação de Advecção-Difusão com um esquema upwind e foram agregadas diferentes fórmulas para a velocidade de queda de sedimentos. O código foi verificado para os casos de difusão pura, advecção unidimensional com difusão e advecção unidimensional pura, mostrando que representa adequadamente os dois primeiros. O teste de convergência de malha confirmou a ordem para os termos convectivo e difusivo utilizados. A validação foi realizada com trabalho experimental, para diferentes fórmulas de velocidade de queda, sendo a formulação de Stokes a que apresentou os resultados mais próximos do trabalho experimental. Analisou-se a posição e a velocidade da frente, o depósito, a massa em suspensão e a taxa de sedimentação de correntes de turbidez deposicionais mono e bidispersas (com diferentes percentagens e diâmetros de sedimentos grossos e finos) e de uma corrente tridispersa. Quanto maior é a proporção de material grosso, maior é o valor do pico do depósito e menor é o alcance da corrente. A presença de material fino faz a corrente avançar por mais tempo, pois os sedimentos permanecem em suspensão, produzindo um depósito mais distribuído na direção da corrente. Os sedimentos finos são responsáveis pelo avanço da corrente, enquanto que o material em maior quantidade é predominante no depósito total da corrente. E por fim, o depósito do material grosso praticamente não é alterado pelo tamanho e pela quantidade de sedimentos finos, entretanto, o depósito de sedimentos finos é sensível tanto ao tamanho quanto à proporção do material grosso.