Equações de águas rasas aplicado à análise de rompimento de barragens

Abstract

Neste trabalho, apresenta-se a equação de águas rasas, que leva em consideração as variações das grandezas (altura da água e velocidade do fluxo). Essa equação será utilizada para modelar problemas de rompimento de barragens em áreas onde a variação na direção lateral (y) é significativa, como em vales ou terrenos irregulares. Sendo esta uma simplificação das equações de Navier-Stokes, assume-se que a variação de profundidade na direção vertical (z) é muito menor em comparação com as dimensões horizontais do problema. Para a solução numérica desta equação, usa-se o método de elementos finitos na forma semi-implícita da formulação geral das variáveis características. Um estudo de caso será abordado, mostrando uma validação com resultados da literatura.

This work presents the shallow water equation, which takes into account variations in quantities (water height and flow speed). This equation will be used to model dam failure problems in areas where the variation in the lateral direction (y) is significant, such as in valleys or uneven terrain. Since this is a simplification of the Navier-Stokes equations, it is assumed that the depth variation in the vertical (z) direction is much smaller compared to the horizontal dimensions of the problem. For the numerical solution of this equation, the finite element method is used in the semi-implicit form of the general formulation of the characteristic variables. A case study will be addressed, showing validation with results from the literature. This monitoring can identify system failures and performance loss over time.