Turbulent Flow in a Central Vertical Slot Fishway: Numerical Assessment with RANS and LES Schemes

Código

XXV-SBRH0604

Autores

Hersilia de Andrade e Santos, Ablail Paula Pinheiro, Ludmila Moura Moreira Mendes, Ricardo Ahouagi Carneiro Junho

Tema

STE18 - Modelagem Numérica e Física de Escoamentos

Resumo

A aplicação de modelos numéricos para estudo do escoamento de escadas para peixes permite uma melhor compreensão da estrutura do fluxo turbulento, que é uma variável importante usada para explicar a passagem de peixes. As escadas de ranhuras verticais são muito estudadas, mas poucos estudos abordam o efeito de diferentes configurações de ranhuras nos parâmetros hidráulicos. O modelo Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) com fechamento K-epsilon é o principal modelo numérico para caracterizar escoamento em Mecanimos de Transposição de Peixes, mas, recentemente,os modelos large eddy simulation (LES) tem ganho espaço em estudos de turbulência em escoamentos incompressíveis. Assim, escoamento de uma escada para peixes de ranhura vertical central foi simulado no software de código aberto OpenFOAM, e dois modelos foram aplicados: 1) RANS com fechamento K-epsilon e LES com o esquema kEqn. Os resultados numéricos foram comparados aos dados do ADV amostrados em um modelo físico. As ranhuras centrais criam duas áreas de recirculação de fluxo lateral e um fluxo reto central em diferentes descargas e níveis de água. Os ambos modelos fornecem os dados do ADV para todas as faixas de velocidade e para a menor energia cinética turbulenta (TKE< 0,03 m2/s2). O modelo LES kEqn é ligeiramente melhor na representação da turbulência, mas o RANS K-epsilon reproduz o campo de velocidade com mais precisão. A aplicação dos modelos RANS e LES em escadas de peixes será útil para melhorar a compreensão do desempenho da passagem de peixes e dos aspectos práticos das passagens de peixes.