Estudos - Modelação física e numérica do escoamento em estruturas hidráulicas - LNEC - Laboratório Nacional de Engenharia Civil
Estudos - Modelação física e numérica do escoamento em estruturas hidráulicas
Atualmente, a análise do comportamento do escoamento em estruturas hidráulicas com base em modelos físicos reduzidos continua a desempenhar um papel fundamental no dimensionamento destas estruturas. Com efeito, os escoamentos em estruturas hidráulicas são altamente turbulentos e, por vezes, caraterizados por um emulsionamento de ar significativo.
Assim, a análise do comportamento do escoamento em estruturas hidráulicas, com base em modelos físicos, constitui uma metodologia adequada, sendo tanto mais justificada quanto mais importante forem os investimentos associados à obra. Do ponto de vista do dimensionamento de estruturas, estes estudos permitem validar ou otimizar as soluções de projeto, permitindo adicionalmente, garantir ou aumentar a eficiência, economia e segurança dos aproveitamentos.
Embora utilizados mais frequentemente no estudo de descarregadores de cheias, os modelos físicos reduzidos podem servir, igualmente, para estudar o escoamento em descargas de fundo e em circuitos hidroelétricos, nomeadamente nas tomadas de água e restituições. Presentemente, estão a ser conduzidos no LNEC vários estudos hidráulicos em modelo físico reduzido de aproveitamentos, nomeadamente, alguns dos inseridos no Plano Nacional de Barragens de Elevado Potencial Hidroeléctrico nomeadamente os relativos aos descarregadores dos aproveitamentos de Foz Tua (está também em fase de ensaio o circuito de produção de energia), Daivões, Alto Tâmega, Girabolhos e Fridão (escalões de montante e jusante).
Dada a complexidade deste tipo de escoamentos, a via experimental continua a ser de crucial importância na análise e caracterização deste tipo de escoamentos. Recentemente deram-se grandes avanços na área de investigação de estruturas hidráulicas, sobretudo, devido à possibilidade de utilização de meios informáticos mais potentes e de instrumentação de monitorização tecnologicamente mais avançada. As novas metodologias e instrumentação vieram incrementar a qualidade das medições, assim como possibilitar a medição de algumas variáveis em situações que anteriormente não eram possíveis de realizar. Por outro lado, técnicas de análise de imagem auxiliadas por meios informáticos robustos possibilitaram um salto quantitativo na visualização/interpretação do escoamento.
Os recentes avanços das capacidades dos modelos computacionais e dos computadores abrem, igualmente, novas portas para a investigação numérica de escoamentos em estruturas hidráulicas.