Investigação da aeração em estruturas de vertedouros em degraus

• Processo: 10/52071-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2012
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Engenharia Hidráulica
• Pesquisador responsável: Harry Edmar Schulz
• Beneficiário: Harry Edmar Schulz
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Vertedores em degraus Escoamento de água de chuva Escoamento multifásico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fases Dispersas | Interacao Gas Liquido | Open Cfd | Vertedouros Escalonados

Resumo

Os vertedouros em degraus são amplamente utilizados na Engenharia Hidráulica por permitirem projetos mais simplificados para a estabilidade das barragens e reduzirem o custo e o tamanho das bacias de dissipação. No aspecto ambiental, os vertedouros contribuem para qualidade da água a jusante de represamentos, pois permitem aumentar a taxa de oxigênio dissolvido na água. Os principais objetivos hidráulicos dos degraus são dissipar energia, intensificar a turbulência e antecipar o ponto de origem da aeração no escoamento. Contudo, ainda que o ponto de origem da aeração seja adiantado (posicionado mais próximo à origem do escoamento no vertedor), a areração, na maioria das vezes, não é suficiente para impedir pressões negativas nos degraus e a ocorrência de cavitação. Este projeto conduz a análise do escoamento multifásico ar-água de forma que a descarga de ar seja prevista numericamente ao longo do escoamento. Investigações computacionais estão sendo realizadas, de forma a investigar conjuntamente o comportamento da superfície da água, o desenvolvimento da camada limite e a localização do ponto de origem da aeração, para diferentes formas do perfil de entrada do vertedouro (desenvolvimento longitudinal do fundo). As simulações do escoamento são realizadas no ambiente Linux, através do uso de software livres e de domínio público. Nesse sentido, os resultados obtidos, uma vez divulgados, poderão ser reproduzidos sem custos por profissionais da área, que necessitem de procedimentos embasados em princípios físicos mais seguros. A aquisição de uma workstation permitirá o desenvolvimento de análises mais completas desses escoamentos, relacionando-os ao perfil longitudinal do fundo na entrada de vertedouros, aspecto que ainda não é bem definido na literatura. (AU)