UTILIZAÇÃO DA MODELAGEM COMPUTACIONAL PARA AVALIAR ...

O sistema de discretização espacial é preferencialmente feita via elementos finitos
quadrangulares biquadráticos, permitindo o mapeamento de corpos de água com
linhas de costa e batimetrias complexas, campos de vento e atrito do fundo podendo
variar dinamicamente no tempo e no espaço. Já a discretização temporal é via um
esquema implícito de diferenças finitas, com erro de truncamento de segunda
ordem.
O modelo hidrodinâmico utiliza uma técnica numérica em dois módulos, calculando,
primeiramente, os valores da elevação da superfície livre através de um
modelamento bidimensional integrado na vertical (2DH) e, em seguida, o campo de
velocidades. Dependendo dos dados de entrada, o campo de velocidades pode ser
computado de forma tridimensional (3D) ou apenas bidimensional (2DH). De acordo
com Rosman (2010), obtêm-se excelentes resultados com número de Courant
médio da malha por volta de 5.
4.1.1. EQUAÇÕES GOVERNANTES DO MODELO HIDRODINÂMICO
A mecânica do movimento para escoamento em regime turbulento é governada
pelas equações de Navier-Stokes. Tais equações representam o princípio da
conservação da quantidade de movimento, e, em conjunto com a equação da
continuidade, uma equação de estado e uma equação de transporte para cada
constituinte da equação de estado, compõem o modelo matemático fundamental
para qualquer corpo de água.
A partir desse principio, são determinadas para o módulo bidimensional as três
incógnitas (ζ, U, V), que representam, respectivamente, as elevações da superfície
livre e as componentes das velocidades médias nas direções x e y.
A Figura 6 apresenta o sistema de coordenadas utilizado pelo SisBaHiA® nas
modelagens 3D e 2DH. Para o caso 2DH, a velocidade promediada na vertical é
representada por Ui. As coordenadas xi são (x1, x2)≡(x, y) e as velocidades
horizontais são (u1, u2) ≡ (u, v), sendo o índice i = 1, 2.
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