Simulação tridimensional de escoamentos fluviais com leitos de rugoso

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil-Perfil de construção

O presente trabalho tem como principal objectivo simular numericamente os escoamentos fluviais em canais de secção composta com rugosidade nos leitos de cheia. Estas simulações são realizadas recorrendo ao programa ANSYS CFX que resolve numericamente as equações RANS e recorre ao método VoF e ao modelo de turbulência EARSM para a modelação da superfície livre e da turbulência, respectivamente. A simulação inicia-se pelas condições de fronteira que permitem garantir as condições de regime uniforme, posteriormente analisa-se e compara-se os resultados dos leitos de cheia lisos e rugosos. Os resultados numéricos são sempre comparados com dados experimentais. Dos resultados obtidos conclui-se que o modelo de turbulência EARSM simula com precisão o escoamento em canais de secção composta, visto que permite identificar as correntes secundárias existentes na interface entre os leitos, aproximando-se bastante de ensaios experimentais. A adopção de leis de parede para modelar a rugosidade nos leitos de cheia permite obter resultados precisos, desde que a altura do primeiro elemento do domínio computacional seja bem definida.