MODELOS HIDRÁULICOS

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Published on March 14, 2014

Author: euroestudios

Source: slideshare.net

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MODELOS HIDRÁULICOS

MODELOS HIDRÁULICOS

TEORÍA HIDRÁULICA CLASIFICACIÓN DEL FLUJO • FLUJO PERMANENTE: cuando las propiedades del flujo (velocidad, caudal y calado) en cada punto son constantes en el tiempo. ej.: un canal de riego con un caudal constante • FLUJO TRANSITORIO: las características del flujo son función del tiempo. ej.: la rotura de una presa, que provoca una onda de avenida. • FLUJO UNIDIMENSIONAL (1D): la única componente de la velocidad que se considera es la de la dirección del movimiento. ej.: canales. • FLUJO BIDIMENSIONAL (2D): se considera no sólo la dirección del movimiento sino que también se contempla su perpendicular. ej.: llanuras de inundación.

TEORÍA HIDRÁULICA FLUJO PERMANENTE-1D Canales y ríos estrechos con un caudal constante o avenidas de larga duración (cálculo conservador)

TEORÍA HIDRÁULICA FLUJO TRANSITORIO-1D Canales y ríos estrechos durante la rotura de una presa o avenidas de corta duración

TEORÍA HIDRÁULICA FLUJO TRANSITORIO-2D Ríos con grandes llanuras de inundación con importante efecto de laminación

TEORÍA HIDRÁULICA FLUJO PERMANENTE-2D Cálculo conservador en ríos con grandes llanuras

MODELOS HIDRÁULICOS DATOS DE PARTIDA • Topografía • Inventario de obras de fábrica • Caudales • Rugosidades - Perfiles transversales - LIDAR - Batimetrías donde sea necesario DATOS DE SALIDA • Cota de lámina de agua • Velocidad del agua

FLUJO PERMANENTE -1D HEC-RAS Hydrologic Engineering Center del US Army Corps of Engineers - Gratuito - Ampliamente contrastado - Módulo de transporte de sedimentos en lechos móviles - Cuenta con el módulo HEC-GEO RAS para la obtención de la geometría del cauce. - Velocidad de cálculo - Exige pericia por parte del ingeniero para ubicar las secciones en zonas con cambios bruscos de la geometría MODELO ESTÁNDAR A UTILIZAR PARA ESTE TIPO DE FLUJO

FLUJO TRANSITORIO -1D MIKE-11 Danish Hydraulic Institute (Dinamarca) - Aplicación de pre-proceso y post-proceso gratuitos - Velocidad de cálculo - Modeliza tramos de gran longitud - Módulo de turbulencia y de transporte de sedimentos - Modelo comercial - Entorno complejo - Modelo de tipo caja negra que no permite un adecuado seguimiento de los cálculos HEC-RAS Este programa cuenta con un módulo de cálculo para flujo transitorio.

COMPARATIVA DE MODELOS Programa Modelización estructuras Editor de geometría de cálculo integrado Esquema de cálculo Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito Observaciones Iber Si Si Volúmenes finitos No estructurada. Triangular o cuadrada Si Entorno basado en GiD, complejo. Guad2D Si No Volúmenes finitos No estructurada triangular. Mallado sensible al terreno. No Entorno sencillo, concebido únicamente como programa de simulaciones hidráulicas fluviales. Permite visualización intermedia. Mike 21/ Mike Flood Si Si Diferencias finitas Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada No Entorno complejo. Licencia por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Permite visualización intermedia. Infoworks Si Si Diferencias finitas No estructurada. Triangular. Mallado sensible al terreno. No Entorno complejo. Licencia por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Menos flexibilidad de resultados: archiva salidas en base de datos. No permite visualización intermedia Programa 1D/2D Modelización estructuras Editor de geometría de cálculo integrado? Esquema de cálculo Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito? Observaciones HEC-RAS 1D SÍ NO Diferencias finitas - SÍ Ampliamente utilizado y contrastado Sobek 1D, 2D, 1D+2D, 1D+2D acoplados SÍ NO Diferencias finitas Estructurada Regular Cuadrada NO Entorno sencillo. Licencias por módulos. Existe módulo de calidad de aguas. Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ Diferencias finitas No estructurada. Triangular NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Menos flexibilidad de resultados: archiva salidas en Base de Datos No permite visualización intermedia Mike 21 2D SI SI Diferencias finitas Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Permite visualización intermedia Mike flood 1D + 2D acoplados Programa 1D/2D Modelización estructuras Editor de geometría de cálculo integrado? Esquema de cálculo Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito? Observaciones HEC-RAS 1D SÍ NO Diferencias finitas - SÍ Ampliamente utilizado y contrastado Sobek 1D, 2D, 1D+2D, 1D+2D acoplados SÍ NO Diferencias finitas Estructurada Regular Cuadrada NO Entorno sencillo. Licencias por módulos. Existe módulo de calidad de aguas. Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ Diferencias finitas No estructurada. Triangular NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Menos flexibilidad de resultados: archiva salidas en Base de Datos No permite visualización intermedia Mike 21 2D SI SI Diferencias finitas Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Permite visualización intermedia Mike flood 1D + 2D acoplados Guad 2D SÍ NO Volúmenes finitos No estructurada triangular NO Entorno sencillo, concebido únicamente como programa para simulaciones hidráulicas fluviales. Permite visualización intermedia Iber 2D SÍ SÍ Volúmenes finitos No estructurada. Triangular o cuadrada SÍ Entorno basado en GiD, complejo, pero muy completo de cara a caracterizar el flujo. Incluye módulo de transporte de sedimentos. Programa 1D/2D Modelización estructuras Editor de geometría de cálculo integrado? Esquema de cálculo Tipo de malla de cálculo 2D Gratuito? Observaciones HEC-RAS 1D SÍ NO Diferencias finitas - SÍ Ampliamente utilizado y contrastado Sobek 1D, 2D, 1D+2D, 1D+2D acoplados SÍ NO Diferencias finitas Estructurada Regular Cuadrada NO Entorno sencillo. Licencias por módulos. Existe módulo de calidad de aguas. Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ Diferencias finitas No estructurada. Triangular NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Menos flexibilidad de resultados: archiva salidas en Base de Datos No permite visualización intermedia Mike 21 2D SI SI Diferencias finitas Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Permite visualización intermedia Mike flood 1D + 2D acoplados Guad 2D SÍ NO Volúmenes finitos No estructurada triangular NO Entorno sencillo, concebido únicamente como programa para simulaciones hidráulicas fluviales. Permite visualización intermedia Iber 2D SÍ SÍ Volúmenes finitos No estructurada. Triangular o cuadrada SÍ Entorno basado en GiD, complejo, pero muy completo de cara a caracterizar el flujo. Incluye módulo de transporte de sedimentos. acoplados finitas Existe módulo de calidad de aguas. Infoworks 1D, 2D, 1D+2D SÍ SÍ Diferencias finitas No estructurada. Triangular NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Menos flexibilidad de resultados: archiva salidas en Base de Datos No permite visualización intermedia Mike 21 2D SI SI Diferencias finitas Mallado flexible Rectangular/Triangular no estructurada NO Entorno complejo. Licencias por módulos. Existen módulos para redes de saneamiento y calidad de aguas. Permite visualización intermedia Mike flood 1D + 2D acoplados Guad 2D SÍ NO Volúmenes finitos No estructurada triangular NO Entorno sencillo, concebido únicamente como programa para simulaciones hidráulicas fluviales. Permite visualización intermedia Iber 2D SÍ SÍ Volúmenes finitos No estructurada. Triangular o cuadrada SÍ Entorno basado en GiD, complejo, pero muy completo de cara a caracterizar el flujo. Incluye módulo de transporte de sedimentos.

PROPUESTAS DE APLICACIÓN Cauces de montaña: - Velocidad del agua transversal a la dirección principal del flujo despreciable - Escasa laminación HEC-RAS Cauces de llanura: - Importante flujo transversal al cauce - Importante laminación Infoworks

MODELOS HIDRÁULICOS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

FLUJO 2D (TRANSITORIO Y PERMANENTE) Iber (Universidad de La Coruña y Barcelona) - Gratuito - Módulo de turbulencia y de transporte de sedimentos - Lentitud de cálculo - Entorno complejo - Mallado no sensible al terreno - Aparición de errores informáticos que sólo pueden resolverse en un foro - Limitación en el tamaño de los tramos a modelizar Volver

FLUJO 2D (TRANSITORIO Y PERMANENTE) Infoworks - Incorpora módulo de cálculo de puentes - Mallado sensible al terreno - Velocidad de cálculo - Modeliza tramos de gran longitud - Módulo de turbulencia y de transporte de sedimentos - Modelo comercial - Entorno complejo Volver

FLUJO 2D (TRANSITORIO Y PERMANENTE) Guad2D - Mallado sensible al terreno - Aplicación de pre-proceso y post-proceso gratuitos - Modelo comercial - Lentitud de cálculo - Limitación en el tamaño de los tramos a modelizar Volver

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