terça-feira, 23 de novembro de 2010

Problemas Hiperbólicos em Hidráulica: Simulação Numérica de Escoamentos Não-Permanentes em Condutos Forçados e Livres

André Luiz Andrade Simões, Rodrigo de Melo Porto, Harry Edmar Schulz

Resumo: O presente trabalho reúne as equações diferenciais parciais hiperbólicas da hidráulica, normalmente empregadas em simulações de escoamentos variáveis em condutos forçados e livres em uma e duas dimensões. Foram desenvolvidos códigos abertos que resolvem as equações com três métodos clássicos: o método das características, o método de Lax-Friedrichs e o método de MacCormack. A possibilidade de uso dos programas para a solução de problemas é explorada com a apresentação de onze exemplos de aplicação que incluem fenômenos como o golpe de aríete, a ruptura de barragens, o ressalto hidráulico e a formação de ondas na superfície livre em escoamentos subcríticos e supercríticos. Os resultados calculados com os diferentes métodos numéricos apresentaram excelente concordância para os problemas unidimensionais. O mesmo ocorreu em comparações realizadas para a solução analítica do problema de ruptura de barragem. As formas das superfícies livres para os problemas bi-dimensionais corresponderam às expectativas, e apontam para a conveniência dos métodos utilizados para resolver os modelos hiperbólicos.

(XXIV Congresso Latinoamericano de Hidráulica - IAHR - 2010)