Metodología. Modelado y simulación numérica

2023-03-06T11:07:03+00:00

Pretendemos diseñar un modelo realista de un sistema formado por una capa somera de agua que se mueve sobre un fondo compuesto por sedimentos, que se arrastran sobre un lecho rocoso inmóvil y que en función del régimen del fluido y características morfológicas del sedimento, pueden eventualmente ser transportados en suspensión por el fluido, volviendo a depositarse en el lecho de sedimentos en zonas donde la velocidad disminuye. Las ecuaciones de los modelos a resolver son sistemas acoplados de leyes de conservación con término fuente, por lo que se puede aplicar las técnicas desarrolladas por el equipo de investigadores del grupo FQM216 para la obtención de esquemas numéricos bien-equilibrados de primer orden y extensiones de alto orden. Las etapas a cubrir son las siguientes:

Desarrollo de modelos en los que la evolución del fluido es gobernada por el sistema de aguas someras, la del sedimento en suspensión por una ecuación de transporte y la de la capa de sedimento, mediante una sola ecuación de transporte que parametriza los efectos del fluido sobre la capa de sedimento ( véase [11] ).

Desarrollo de un modelo para la evolución de un sistema fluido-sedimento sobre un lecho rocoso inmóvil que consideren los efectos gravitacionales sobre el estrato de sedimentos. Se considerarán modelos compuestos por dos capas inmiscibles, una de agua y otra de sedimentos, gobernadas respectivamente por las ecuaciones de aguas someras y por una ley de tipo Savage-Hutter ( ver [12] ). Los efectos de la fricción entre el sedimento y el lecho rocoso se parametrizarán mediante una ley de tipo Coulomb y la fricción entre fluido y sedimento mediante una ley de tipo Manning.

Incorporación de los efectos debidos a la porosidad del sedimento en los modelos.

Validación de los modelos obtenidos usando soluciones analíticas y/o experimentos de laboratorio. Mejora y/o enriquecimiento de los modelos.

Creación de herramientas de pre-tratamiento y post-tratamiento específicas para el estudio y análisis de los resultados numéricos.

Estudios de sensibilidad a los parámetros, ajuste de los modelos, aplicación a casos reales.

Simulación numérica de la dinámica para el flujo de sedimentos en las desembocaduras de los ríos.

Incorporación de los nuevos módulos implementados en el transcurso del proyecto en el software DamFlow (http://www.damflow.org ).

Difusión de la información científica.

PROYECTO

Metodología. Modelado y simulación numérica