quarta-feira, 24 de novembro de 2010

Solução Analítica para o Perfil da Superfície Livre em Canais Retangulares de Forte Declividade

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

Resumo: O conhecimento das profundidades do escoamento ao longo de canais é essencial para a elaboração dos projetos desses canais. Este texto contém a dedução da equação diferencial ordinária do escoamento permanente gradualmente variado, a partir das equações de conservação de massa e de quantidade de movimento. É apresentada uma forma adimensional para este modelo matemático, válida para canais prismáticos retangulares e com declividade uniforme. A solução visual ou gráfica da equação diferencial pode ser obtida facilmente com métodos numéricos, como os de Runge-Kutta. Soluções teóricas, por outro lado, apresentam a vantagem de permitir a análise mais direta de situações extremas, uma vez que as funções permitem verificar a existência de pontos críticos e o comportamento dessas funções em seu entorno. Entretanto, quando se trata de equações diferenciais não lineares, soluções analíticas para casos práticos ainda são raras, uma vez que procedimentos gerais de solução ainda não estão disponibilizados. Neste trabalho é desenvolvida uma solução analítica para a equação do escoamento gradualmente variado proposta. O comportamento da solução é explorado por meio das respectivas curvas e o seu uso é ilustrado com a apresentação de uma metodologia para o pré-dimensionamento de bacias de dissipação por ressalto hidráulico.

(XXIV Congresso Latinoamericano de Hidráulica - IAHR - 2010)