Extensión del Modelo Dupuit-Forchheimer para Flujos No Hidrostáticos en Acuíferos No Confinedos
Autores: Zerihun, Yebegaeshet T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Extensión del Modelo Dupuit-Forchheimer para Flujos No Hidrostáticos en Acuíferos No Confinedos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Modelo de flujo de agua subterránea clásico
Superficie freática
Curvatura
Diferencia finita implícita
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El enfoque clásico de Dupuit-Forchheimer, comúnmente utilizado en el análisis de sistemas de flujo de agua subterránea no confinados, se basa en la suposición de que el componente vertical del flujo es negligible. Esta aproximación es válida solo cuando la convergencia de las líneas de corriente es muy limitada y la disminución de la superficie freática es pequeña, o el grosor de la capa horizontal de los acuíferos heterogéneos es suficientemente pequeño. En este estudio, se propone un modelo unidimensional de orden superior para problemas de flujo de agua subterránea con inclinación y curvatura significativas de la superficie freática. El modelo incorpora términos no hidrostáticos que tienen en cuenta los efectos de la velocidad vertical del flujo, y se resolvió con un esquema implícito de diferencias finitas. La precisión del modelo propuesto se demostró simulando varios problemas de flujo de infiltración y agua subterránea no confinados con efectos curvilíneos moderados. Los resultados computacionales para flujos en estado estacionario se compararon con los resultados de los métodos de flujo potencial bidimensional completo y datos experimentales, resultando en un acuerdo razonablemente bueno. En general, los resultados de la comparación exhibieron la eficiencia y validez del modelo en la simulación de flujos no confinados complejos sobre roca madre curva y flujos curvilíneos sobre roca madre plana con una pendiente pronunciada.
Descripción
El enfoque clásico de Dupuit-Forchheimer, comúnmente utilizado en el análisis de sistemas de flujo de agua subterránea no confinados, se basa en la suposición de que el componente vertical del flujo es negligible. Esta aproximación es válida solo cuando la convergencia de las líneas de corriente es muy limitada y la disminución de la superficie freática es pequeña, o el grosor de la capa horizontal de los acuíferos heterogéneos es suficientemente pequeño. En este estudio, se propone un modelo unidimensional de orden superior para problemas de flujo de agua subterránea con inclinación y curvatura significativas de la superficie freática. El modelo incorpora términos no hidrostáticos que tienen en cuenta los efectos de la velocidad vertical del flujo, y se resolvió con un esquema implícito de diferencias finitas. La precisión del modelo propuesto se demostró simulando varios problemas de flujo de infiltración y agua subterránea no confinados con efectos curvilíneos moderados. Los resultados computacionales para flujos en estado estacionario se compararon con los resultados de los métodos de flujo potencial bidimensional completo y datos experimentales, resultando en un acuerdo razonablemente bueno. En general, los resultados de la comparación exhibieron la eficiencia y validez del modelo en la simulación de flujos no confinados complejos sobre roca madre curva y flujos curvilíneos sobre roca madre plana con una pendiente pronunciada.