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Title: Aplicação do método computacional smoothed particle hydrodynamics para simulação de mecanismos de transposição de peixes em hidrelétricas
Authors: Gomes, Daniela dos Santos da Mata
metadata.dc.contributor.advisor: Nascimento, Gabriel de Carvalho
metadata.dc.contributor.members: Massa, André Luiz Lupinacci
Souza, Camila Azevedo de
Issue Date: 2017
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Citation: Gomes, Daniela dos Santos da Mata. Aplicação do método smoothed particle hydrodynamics para simulação de mecanismos de transposição de peixes em hidrelétricas. 2017. 63 f. Projeto Final (Bacharelado em Engenharia Agrícola e Ambiental) – Universidade Federal Fluminense, 2017.
Abstract: A construção de barragens interrompe a conectividade longitudinal dos rios, alterando o seu ecossistema. Desta forma, as barragens são obstáculos que os peixes não conseguem ultrapassar e completar seu ciclo de vida. Os mecanismos de transposição de peixes (MTPs) tornaram-se elementos-chave para permitir a passagem para a montante e proteção a jusante, evitando a chegada dos peixes nas turbinas e no vertedouro. Os critérios de dimensionamento baseiam-se na estimativa das características do escoamento, onde um fluxo de atração de peixes pode ser usado para aumentar a efetividade de um MTP, para isso tem sido utilizada a fluidodinâmica computacional (CFD). O fluxo de atração deve ser determinado a partir do campo de velocidade, obtido pelo modelo CFD ou por testes com modelo reduzido, e também por características físicas das espécies-alvo. O objetivo é avaliar um método CFD sem malha, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), para simular o escoamento na superfície livre de um MTP do tipo ranhura vertical. Sua é aplicado para simular o escoamento de um MTP do tipo ranhura vertical. Sua precisão é avaliada através da comparação do campo de velocidade em um modelo reduzido, estudado em literatura anterior, com a uma simulação 3D utilizando o método SPH. A simulação é conduzida pelo software de código aberto DualSPHysics para avaliar as velocidades em diversos pontos do escoamento. Os resultados dos testes em modelo reduzido são bastante compatíveis com os resultados da simulação numérica. Isso confirma que o SPH é um método promissor para o problema do escoamento em um MTP.
metadata.dc.description.abstractother: Constructing a dam disrupts longitudinal connectivity of a river, changing its ecosystem. Thus, the dams are obstacles which fish are not able to get over and migrate to a successful life cycle. Fish passes become key elements to allow that journey upstream and away from the turbines and spillway downstream. Design criteria are based on the estimate of flow patterns. An attraction flow can be used to increase the effectivity of a fish passage, which has been used Computational Fluid Dynamics (CFD) to determine velocity field, from the CFD model or scale model tests, and also physical characteristics of the target species. The aim of this work is to evaluate a meshless CFD method, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), to simulate the free surface flow in a vertical slot fish pass. Its accuracy is investigated by comparing the velocity field in a scale model test, done in a previous literature, to a 3D SPH simulation conducted with the open source software DualSPHysics. As a result, velocity field of the scale model test compares well with the result of the numerical simulation which concludes that SPH is a promising method for free surface flow simulation in a fish pass.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6608
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