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Desarrollo de una Nueva Herramienta de Simulación que Acopla un Modelo de Flujo Superficial en Volumen Finito 2D y un Modelo de Red de Drenaje

Autores: Fernández-Pato, Javier; García-Navarro, Pilar

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Desarrollo de una Nueva Herramienta de Simulación que Acopla un Modelo de Flujo Superficial en Volumen Finito 2D y un Modelo de Red de Drenaje


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Simulación numérica
Flujos mixtos
Superficie libre
Flujos presurizados
Entornos urbanos
Red de drenaje

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La simulación numérica de flujos mixtos que combinan flujos de superficie libre y flujos presurizados es una herramienta práctica para prevenir posibles situaciones de inundación en entornos urbanos. Al tratar con eventos de tormenta intensos, la capacidad limitada de los conductos de la red de drenaje puede causar situaciones de inundación indeseables. La simulación computacional de los procesos involucrados puede llevar a una mejor gestión de la red de drenaje de las áreas urbanas. En particular, es interesante calcular simultáneamente la posible presurización de la red de tuberías y la dinámica del agua superficial en caso de desbordamiento. En este trabajo, se presenta el acoplamiento de dos modelos. El modelo de flujo superficial se basa en ecuaciones de aguas poco profundas bidimensionales con las que es posible resolver la dinámica del agua en tierra así como la transformación de la lluvia en escorrentía a través de diferentes submodelos de infiltración. El sistema de drenaje subterráneo asume mayormente flujo de superficie libre que puede ser presurizado en situaciones específicas. La red de tuberías se modela mediante secciones unidimensionales acopladas con el modelo superficial en regiones específicas del dominio, como desagües o alcantarillas. Las técnicas numéricas consideradas para la resolución de ambos modelos matemáticos se basan en esquemas de volúmenes finitos con una discretización de primer orden hacia adelante. El acoplamiento de los modelos se verifica utilizando datos experimentales de laboratorio. Además, se demuestra la utilidad potencial del enfoque utilizando datos reales de inundaciones en un entorno urbano.

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