Neyva Maria Lopes Romeiro
Título
Simulação Numérica de Modelos de Qualidade de Água usando o Método de Elementos Finitos Estabilizados
Resumo
A presente tese apresenta aspectos teóricos de modelos de qualidade de água para simulam o transporte de poluentes em sistemas sujeitos a lançamentos de águas de esgotos domésticos. Estes sistemas encontram-se acoplados por meio dos processos das reações cinéticas, geralmente não lineares, incluídas nas equações de transporte no modelo de qualidade de água. O acoplamento destes sistemas e a não linearidade dos processos geram um modelo de difícil solução numérica. Assim, utiliza-se técnicas de linearização para linearizar os processos das reações cinéticas e na seqüência desacopla-se o sistema, facilitando a implementação numérica e reduzindo os custos computacionais. Apresenta-se simulações numéricas para os modelos acoplado não linear, acoplado linearizado e desacoplado. Os resultados observados entre os dois primeiros modelos geram em soluções próximas, diferenciando do último apenas quando os campos de velocidades não são uniformes. Para os campos de velocidades uniformes, os resultados entre os três modelos correspondem aos resultados previstos analiticamente.
Abstract
The present thesis discusses theoretical aspects of water quality models to simulate pollutant transport in systems under wastewater discharge. These systems are coupled by kinetic reaction processes, generally non-linear, enclosed into the transport equations in the water quality model. The coupling of these systems and the non-linearity of the processes generate a model of difficult numerical solution. Thus, techniques to obtain linear processes of the kinetic reactions and to decouple the system are used, facilitating the numerical implementation and reducing computational costs. Numerical simulations, for the non-linear coupled, linearized coupled and decoupled models are presented. The observed results between the two first models give approximated solutions, different of the last one only when the velocity fields are not constant. For constant velocity fields, the results among the three models correspond to the previous analytical solutions.
