Modelagem de canais abertos unidimensionais pelo método das características

• Autor(a) principal: Silva, Fábio Pinheiro da
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6432
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA; Engenharia hidráulica; Modelos matemáticos; Escoamento; Hydraulic engineering; Mathematical models; Runoff

O uso da modelagem como ferramenta numérica para análise de canais abertos, tem sido discutida por diversos autores, que demonstraram em seus estudos diferentes métodos de resolução do problema. Em especial, destaca-se o Método das Características, que resolve as equações dominantes do sistema (Equações de Saint-Venant) entregando bons resultados finais. Nisso faz-se necessário o estudo comparativo deste método com outros existentes na literatura, a fim de refiná-lo cada vez mais, o deixando mais preciso, estável e detentor de um menor custo computacional envolvido em sua resolução. Neste trabalho, usou-se do Método das Características para estudo e comparação de resultados com um exercício contido na obra de Porto (2006) - Hidráulica Básica, que apresentava resultados numéricos via método explícito das diferenças finitas, para o caso de um canal unidimensional pré-determinado. Desenvolveu-se uma comparação de resultados entre dos dois métodos com um algoritmo que utilizava o método das características para resolver as Equações de Saint-Venant, todos os resultados e algoritmos estão dispostos final do trabalho. O algoritmo foi montado no Matlab, porem também está anexado um opcional com linguagem Python, ambos medindo a velocidade e altura da lâmina d’ água do canal analisado, a cada 120 segundos, em três estações de medições virtuais distintas - estação inicial, intermediária e final. No fim, fez-se uma análise de algumas peculiaridades do problema, bem como a comparação das duas respostas - deixando visível os resultados precisos do Método das Características, além de demonstrar o comportamento do canal quando aflingido por uma onda de diagrama triangular. Conclui-se contudo, a efetividade deste método numérico, além de certas peculiaridades da resolução do problema, juntamente com propostas de trabalhos futuros.