Modelo hidrodinâmico 1D para redes de canais baseado no esquema numérico de MacCormack

Abstract

Os modelos hidrodinâmicos baseados em esquemas numéricos explícitos vem se tornando atraentes pela facilidade de paralelização do seu código de programação. Este artigo apresenta a proposta de um modelo hidrodinâmico unidimensional para redes de rios ou canais baseado no esquema numérico preditor-corretor de MacCormack. Utiliza-se um tratamento para as confluências baseado em equações da continuidade na forma integral aplicada nos subtrechos definidos por cada seção da confluência e seção imediatamente a montante ou jusante no mesmo trecho de rio, e equações da continuidade e energia simplificadas nas seções da confluência. Também são apresentados testes de aplicação do modelo, comparando os resultados da nova proposta metodológica com resultados do modelo HEC-RAS. A proposta metodológica apresenta vantagens pela simplicidade e potencialidade para aplicações em processamento paralelo, o que pode trazer benefícios em termos de eficiência computacional na simulação de sistemas complexos.

Hydrodynamic models based on explicit numerical schemes are becoming attractive because it is easy to parallel their programming code. This article presents the proposal of a one-dimensional hydrodynamic model for river or canal networks based on the predictor-corrector numerical scheme. A treatment is used for confluences based on continuity equations in the integral form applied in the sub-reaches defined by each section of the confluence and the section immediately upstream or downstream in the same river reach, and simplified continuity and energy equations in the sections of the confluence. Model application tests are also presented comparing the results of the new methodological proposal to the results of the HEC-RAS model. The methodological proposal is advantageous because of its simplicity and potential for applications in parallel processing, which may be beneficial in terms of computational efficiency to simulate complex systems.