Aplicação do método computacional smoothed particle hydrodynamics para simulação de mecanismos de transposição de peixes em hidrelétricas

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.