Soleiras Terminais a Jusante de Vertedouros em Degraus

Bolsista: Pedro Zulian Lunardi

Orientador: Marcelo Giulian Marques

Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS

Disponível em: https://videos.ufrgs.br/finova2014/soleiras-terminais-a-jusante-de-vertedouros-em-degraus

MECÂNICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL APLICADA A VERTEDOUROS EM DEGRAUS SEGUIDOS DE DISSIPADORES DE ENERGIA TIPO SALTO ESQUI

AUTOR: LEONARDO DE JESUS PEREIRA

Resumo: Apresenta-se neste trabalho a análise do alcance de jatos oriundos de escoamentos em vertedouros em degraus seguidos de defletor e concha de lançamento do tipo salto esqui, por meio de resultados numéricos obtidos através da aplicação da dinâmica dos fluidos computacional (CFD). As simulações foram realizadas para dois cenários, sendo o primeiro composto pelo vertedouro com fundo em degraus e defletor horizontal proposto por Tozzi (1992). No segundo cenário, a jusante do mesmo vertedouro com fundo em degraus, foi proposta uma concha de lançamento dimensionada com base em equações presentes na literatura. Os resultados obtidos para o primeiro cenário foram comparados por meio de adimensionais com os apresentados experimentalmente por Tozzi (1992), e posteriormente, com os obtidos para o segundo cenário. Concluiu-se que para a determinação do o alcance do jato, apesar da incapacidade de representar a incorporação de ar ao mesmo, os dados obtidos por meio do CFD apresentam certa verossimilhança aos apresentados experimentalmente. O alcance do jato resultante da concha de lançamento proposta obteve resultados significativamente maiores quando comparados ao defletor horizontal.

PEREIRA, L. J., MECÂNICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL APLICADA À VERTEDOUROS EM DEGRAUS SEGUIDOS DE DISSIPADORES DE ENERGIA TIPO SALTO ESQUI. 65p. 2019. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso), Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2019.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EM CANAIS COM O FUNDO EM DEGRAUS: MECANISMOS E PROPOSIÇÃO DE ESTRUTURAS DESARENADORAS

Victoria Silvia Guimarães de Oliveira; André Luiz Andrade Simões; Luciano Matos Queiroz

Universidade Federal da Bahia

RESUMO

O conhecimento sobre as características de escoamentos de água em canais em degraus tem evoluído com a realização de análises e experimentos sobre a energia dissipada, aeração e outros fenômenos. Contudo, há considerável lacuna no conhecimento sobre o transporte de sedimentos em estruturas hidráulicas desse tipo. Este trabalho expõe resultados obtidos por meio de simulações numéricas efetuadas com as equações de Navier-Stokes, conservação de massa e o modelo de Turbulência k-ε, escritas sob a forma do modelo multifásico não-homogêneo. Os cálculos foram realizados em três domínios: um canal em degraus convencional, um canal em degraus com soleiras nas extremidades finais dos pisos e um canal em degraus com cavidades sobre os pisos. Para todos os casos, foram adotadas condições relativas ao escoamento do tipo quedas sucessivas sem a formação de ressaltos hidráulicos. A análise do campo de velocidade possibilitou identificar o mecanismo responsável pela ocorrência da sedimentação no escoamento em questão. As simulações mostraram que o canal em degraus convencional foi, dentre os três, o que reteve menor quantidade de sedimentos, seguido pelo canal com soleiras terminais e pelo canal com cavidades, respectivamente.

PALAVRAS-CHAVE: canal em degraus; Dinâmica dos Fluidos Computacional; Transporte de sedimentos

V COBESA

(PDF) TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EM CANAIS COM O.... Available from: https://www.researchgate.net/publication/326369977_TRANSPORTE_DE_SEDIMENTOS_EM_CANAIS_COM_O_FUNDO_EM_DEGRAUS_MECANISMOS_E_PROPOSICAO_DE_ESTRUTURAS_DESARENADORAS [accessed Jul 19 2018]. 

Livro: Métodos Computacionais em Hidráulica

Este livro visa facilitar o trânsito do interessado através do ambiente da Hidráulica utilizando ferramentas computacionais. Os autores entendem que a base física em conjunto com as equações devem ser apresentadas de maneira a estabelecer uma comunicação fácil (ou, pelo menos, otimizada) entre aqueles que propuseram os conceitos e aqueles que procuram assimilá-los. A epígrafe de Bacon evidencia esse aspecto de "comunicação" e o associa à possibilidade de progresso. Os autores desejam a todos uma boa leitura e manifestam aqui o seu esforço sincero em apresentar uma obra que permita aos alunos, especialmente àqueles de língua portuguesa, um contato frutífero com a Hidráulica. O livro foi editado pela EDUFBa.

Disponível gratuitamente em:

https://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/23994

A general relation for standing normal jumps in both hydraulic and dry granular flows

Ségolène Mejean, Thierry Faug, and Itai Einav

Steady free-surface flows can produce sudden changes in height and velocity, namely standing jumps, which demarcate supercritical from subcritical flows. Standing jumps have traditionally been observed and studied experimentally with water in order to mimic various hydraulic configurations, for instance in the vicinity of energy dissipators. More recently, some studies have emerged that investigate standing jumps formed in flows of dry granular materials, which are relevant to the design of protection dams against avalanches. In the present paper, we present a new explicit relation for the prediction of the height of standing jumps. We demonstrate the robustness of the new relation proposed by revisiting and cross-comparing a great number of data sets on standing jumps formed in water flows on horizontal and inclined smooth beds, in water flows on horizontal rough beds, and in flows of dry granular materials down smooth inclines. Our study reveals the limits of the traditional one-to-one relation between the sequent depth ratio of the jump and the Froude number of the incoming supercritical flow, namely the Bélanger equation. The latter is a Rankine–Hugoniot relation which does not take into account the gravitational and frictional forces acting within the jump volume, over the jump length, as well as the possible density change across the jump when the incoming fluid is compressible. The newly proposed relation, which is exact for grains and a reasonable approximation for water, can solve all of these issues. However, this relation can predict the height of the standing jump only if another length scale, namely the length of the jump, is known. We conclude our study by discussing empirical but simple closure relations to get a reasonable estimate of the jump length for water flows and dry granular flows. These closure relations can be used to feed the general jump relation and then predict with accuracy the heights of the jumps in a number of situations, provided that well-calibrated friction laws – described in the present study – are considered. 

Key words: granular media, hydraulics, surface gravity waves

J. Fluid Mech. (2017), vol. 816, pp. 331–351. c Cambridge University Press 2017 doi:10.1017/jfm.2017.82

Guidelines for Hydraulic Design of Stepped Spillways

K. Warren Frizell and  Kathleen H. Frizell

 

Abstract: This document presents Reclamation’s current state of the practice for the hydraulic design of stepped spillways. Included are discussions of flow regimes, design parameters (step height selection, crest treatments, energy dissipation, air entrainment, training wall design), and cavitation potential.

 

 

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Fonte: United States Bureau of Reclamation,

Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/303565276_Guidelines_for_Hydraulic_Design_of_Stepped_Spillways

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE ESCOAMENTOS SOBRE AERADORES FORMADOS POR ESCADA E CASCATA

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

Resumo: Escoamentos turbulentos em superfície livre favorecem as trocas gasosas através da interface ar-água. Neste trabalho são apresentadas soluções numéricas tridimensionais de escoamentos sobre aeradores em forma de cascata, com degraus ao longo de sua extensão. É empregado o modelo não homogêneo para simulação do escoamento multifásico de ar e água e o modelo k-e para a turbulência. Uma formulação para a previsão do padrão de escoamento também foi desenvolvida com a adaptação de dados experimentais à forma do canal estudado. As previsões decorrentes desta metodologia apresentam concordância com os resultados calculados numericamente, que mostram o padrão de quedas sucessivas com espalhamento da água ao longo do canal com perímetro crescente.

 

DOI: 10.13140/RG.2.1.3938.3768
Conference: 28º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, At Rio de Janeiro, Volume: 1