Modelação matemática da propagação de ondas de cheia resultantes da ruptura súbita de barragens em canais de leito móvel

Rui Miguel Lage; João Gouveia Aparício Bento; António Heleno Cardoso

Key information

Authors:

Rui Miguel Lage (Rui Miguel Lage Ferreira); João Gouveia Aparício Bento (João Gouveia Aparício Bento Leal); António Heleno Cardoso (António Heleno Cardoso)

Published in

2001

Abstract

Apresentam-se soluções numéricas de diferenças finitas para o problema da propagação de ondas de cheia provocadas pela ruptura de barragens em canais de leito móvel, as quais são comparadas com dados obtidos por via experimental. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Hidráulica e Recursos Hídricos do IST (Instituto Superior Técnico), consistindo cada um deles na remoção instantânea de uma comporta que separa os níveis iniciais de água e de areia a montante e a jusante. O modelo conceptual é baseado nas equações de Saint-Venant e de Exner e incorpora uma fórmula de transporte sólido total e equações de resistência aplicáveis a problemas de leito móvel. Determinam-se, por via analítica, as características do sistema hiperbólico de equações de Saint-Venant/Exner e discute-se a razão pela qual as formulações aproximadas não devem ser utilizadas neste tipo de problemas. Na discretização das equações utiliza-se um esquema de 2ª ordem MacCormack-TVD e um esquema de 1ª ordem Beam e Warming modificado. Apresentam-se soluções desacopladas e pseudo-acopladas e discute-se o comportamento destas em face dos resultados experimentais e à luz de estrutura de características do sistema.