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Rosales Sierra Victor
Especializadad : simulación numérica, flujos estratificados Otras areas de especialidad : Medición de parámetros físicos en zonas costeras, caracterización de oleaje, estudios de impacto ambiental por descargas industriales.
TESIS CARACTERIZACION FISICA Y MODELIZACION NUMERICA DE FLUJOS ESTRATIFICADOS TURBULENTOS EN MEDIO MARITIMO Y FLUVIAL Resumen El estudio de los flujos estratificados turbulentos tiene una aplicación directa en las zonas estuarinas (encuentro del medio marítimo y fluvial). La caracterización de los flujos estratificados permite una mejor comprensión de los fenómenos que provocan la estabilidad o desestabilidad de la estratificación. La turbulencia es en gran parte responzable del fenomeno de mezclado que desestabiliza la estratificación. La modelización numérica tiene por fin, la reproducción de la hidrodinámica estuarina tomando en cuenta los fenómenos ligados a la estratificación. La caracterización física se lleva a cabo a partir de la identificación de los distintos fenómenos que intervienen en la estratificación. Se revisan las bases teóricas de los flujos estratificados, por un lado el análisis relativo a la concentración de sustancias, y por el otro, el análisis relativo a la turbulencia. Los parametros característicos de la estratificación se dividen en cinco grupos : fenómenos físicos, substancias disueltas, fuerzas dinámicas, formas de flujos y numeros característicos. En un estuario la variación de todos estos parámetros provocan distintos tipos de estratificación. La modelización numérica se realiza mediante el codigo de diferencias finitas Telemac3D. Se presentan las equaciones de Navier Stokes para flujos a superficie libre. Se analizan las hipótesis de presion hidroestática y no-hidroestática. A partir de estas hipótesis se detalla la solución a las equaciones de Navier Stokes. Se revisa la forma en que son tomados en cuenta los parámetros ligados a la estratificación (la modelización de substancias disueltas y de la turbulencia). Una metodología moderna de verificación y validación se analiza para garantizar resultados precisos en la modelisación de los flujos estratificados. Se definen los errores e incertitudes producidos por la solución numérica. Se calculan límites de validación y se establece un método sistemático de verificación del codigo de similación. El método se prueba con un caso simple de un flujo estratificado en un canal con dos capas de temperatura diferente. Finalmente, se aplica la caracterización física y modelización numérica al estuario de la Loire en Francia. Se describen las características físicas del estuario mediante datos de mediciones de distintas fuentes. Se utiliza una aproximación esquematica de la geometría del estuario. Se procede a la verificación y validación de forma sitemática para asegurar la convergencia de la solución. Se corrigen los errores y fallas encontradas. Se calibra el modelo con los datos recabados. Se hace un estudio con diferentes escenarios para medir distintos parámetros en presencia de varios tipos de estratificación.
Figura: Características de la estratificación estuarina, tesis de doctorado, Université de Caen, France. Figura: Penetración de la salinidad. Simulación numérica 3D del estuario de la Loire, tesis de doctorado, Université de Caen, France.
Figura: Concentración de sedimentos. Simulación numérica 3D del estuario de la Loire, tesis de doctorado, Université de Caen, France.
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