Análise comparativa de equacionamentos para a modelagem hidrodinâmica 2D para simulação de inundação

Código

III-FLUHIDROS0129

Autores

Bruna Fernanda Soares, Leonardo Romero Monteiro

Tema

01 - Mecânica dos Fluidos (Ensino, Hidráulica e Mecânica dos Fluidos Ambiental).

Resumo

Modelos computacionais dependem da definição de modelos matemáticos, esquemas numéricos e parâmetros sensíveis, que introduzem incertezas aos resultados. Por isso, é fundamental ter rigor na definição das metodologias adotadas, garantindo a qualidade das simulações. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de diferentes equacionamentos para a modelagem hidrodinâmica bidimensional (2D) na simulação de inundações. O estudo foi desenvolvido com base no experimento físico de Mali e Kuiry (2020), que representa um sistema de canais conectado a uma planície de inundação. Utilizando o software HEC-RAS, avaliaram-se cinco abordagens para as equações governantes: as equações das águas rasas completas (Shallow Water Equations ? SWE), a aproximação SWE-LIA (Local Inertia Approximation), as equações de onda difusiva (Diffusion Wave ? DW), além de duas variações do modelo SWE com modelagem de turbulência, nas formas conservativa e não conservativa. Em geral, os modelos simplificados apresentaram melhor concordância com os dados experimentais, tanto em relação à extensão da inundação quanto aos níveis d?água, embora geralmente os subestimem, atuando contra a segurança do dimensionamento. Por outro lado, os modelos baseados nas equações completas tenderam a superestimar a área inundada e os níveis d?água, especialmente na presença de modelagem de turbulência não conservativa. Observou-se ainda que os modelos simplificados são mais sensíveis às condições de contorno, devido à ausência dos termos inerciais. Os resultados destacam a importância da escolha adequada da formulação hidrodinâmica, indicando que modelos simplificados podem ser mais eficientes e precisos em determinadas aplicações, desde que suas limitações físicas sejam devidamente consideradas.