Abstract

MONGE-GAPPER, Juan Gabriel  and  SERRANO-PACHECO, Alberto. Una implementación del método de SPH y su aplicación a casos de rotura de presa bidimensional. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2023, vol.24, n.1, e1886.  Epub May 25, 2023. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2023.24.1.005.

Se presenta una implementación básica del método de hidrodinámica de partículas suavizadas con compresibilidad artificial (W-SPH) para modelar fenómenos de flujo de superficie libre, y se muestra su aplicación a tres casos de interés general. Estos casos de estudio son aproximaciones bidimensionales de dos tipos de problema hidráulico conocidos: Rotura de presa sobre lecho seco y rotura de presa sobre lecho húmedo, esta última con dos variantes de profundidad de lecho. Para todos los modelos, los resultados se compararon con los datos de los perfiles de frente de avance de experimentos para los que hay datos publicados. El modelo numérico convergió a una solución estable con configuraciones de resolución relativamente bajas (2000 a 20000 partículas) y se encontró una buena correlación con las referencias experimentales y numéricas, incluso sin la aplicación de algoritmos de corrección. Las oscilaciones numéricas en el campo de densidad produjeron pequeñas crestas y vórtices artificiales, pero no interfirieron demasiado con el comportamiento macroscópico del fluido, excepto por cierto retraso en la velocidad de las ondas superficiales. La elección de desarrollar un código fuente autónomo completamente original, aunque muy revelador, implica que el algoritmo de búsqueda de partículas vecinas utilizado incrementa considerablemente el costo computacional asociado. Según los cotejos con datos experimentales, se establecieron prioridades de optimización para el código fuente y se esbozaron algunas pautas para elegir la resolución del fluido y la densidad de frontera para casos futuros, donde los fenómenos de flujo sean similares a los estudiados. Además, la experiencia de escribir el código fuente SPH que se utilizó para resolver los modelos numéricos, muestra el camino para desarrollos futuros en el modelado de flujo de fluidos usando este método.

Keywords : Método de partículas; rotura de presa; modelo numérico; lecho húmedo; código fuente.