Laboratório de Hidráulica Computacional

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O tema Hidráulica Computacional possui complexidade e importância compatível com Dinâmica dos Fluidos Incompressíveis, e suas aplicações são diversas em Engenharia, tais como Propagação de Ondas de Cheia Naturais e Ondas de Ruptura de Barragens, Cálculo e Avaliação da Circulação Natural ou Forçada em Corpos D’Água, Análise de Ondas de Despacho em Usinas Hidrelétricas, Controle Quantitativo e Qualitativo de Inundações, Modelação Matemática de Sistemas Hídricos, Avaliação de Transporte de Sedimentos em Rios e Canais.

O Laboratório de Hidráulica Computacional (LHC) foi fundado em 1997 com o objetivo de se criar um núcleo de excelência voltado para a pesquisa, ensino e desenvolvimento de projetos de consultoria e softwares aplicados à modelagem matemática e simulação em recursos hídricos. O Laboratório está envolvido com dois Projetos PRONEX (Apoio a Projetos e Núcleos de Excelência) com recursos do CNPq e FAPERJ, o que lhe confere maior relevância em termos de Pesquisa de Ponta. 

O LHC realiza atividades nas principais seguintes linhas de pesquisa (dentre outras):

• Simulação de cheias em ambientes rurais e urbanos
• Desenvolvimento de modelos hidrológicos e hidrodinâmicos para a simulação de cheias
• Hidráulica de rios e canais
• Hidrologia no meio urbano
• Modelagem da qualidade de água em rios e lagoas
• Transporte de sedimentos
• Gerenciamento de recursos hídricos
• Saneamento ambiental

Os principais modelos computacionais desenvolvidos pela equipe de pesquisadores do LHC são: MODCEL – Modelo de Células de Escoamento, uma robusta ferramenta de simulação hidrodinâmica e hidrológica adequada para o uso em um grande número de aplicações como, por exemplo, a simulação de cheias em bacias rurais ou urbanas ou a simulação de longo prazo da operação de sistemas hídricos complexos; e o Sistema Hidro-Flu, uma ferramenta que integra e automatiza uma série de etapas de cálculos hidrológicos necessários para a representação de cheias em bacias de pequeno e médio portes. Dentre as Bacias Rurais, destacam-se a Bacia do Pantanal Matogrossense e a Bacia Amazônica, enquanto Sub-Bacias da Cidade do Rio de Janeiro são representativas das Bacias Urbanas de aplicação e modelação.

               
                          Modelagem da bacia do rio Acari no RJ através dos modelos MODCEL e Hidro-Flu



                           
                              Mancha de inundação da bacia do rio Acari correspondente à situação atual 


Métodos Numéricos, como Método das Diferenças Finitas, Método dos Elementos Finitos e Método dos Elementos de Contorno são utilizados nas Modelações Matemáticas cujos Modelos Computacionais são desenvolvidos no Laboratório.

Além das atividades de Ensino e Pesquisa, o Laboratório também tem uma forte atuação em Projetos de Consultoria (COPPETEC), podendo-se destacar dentre seus principais clientes:

• Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro
• Governo do Estado do Rio de Janeiro
• Petrobras
• Furnas Centrais Elétricas
• Centrais Elétricas Brasileiras – ELETROBRÁS
• Fundo Setorial de Recursos Hídricos (CT-HIDRO)

Infra-Estrutura:

Atualmente, o LHC ocupa um espaço de cerca de 350m² situado na sala I-206 (2º andar - Bloco I) do Centro de Tecnologia da UFRJ. O Laboratório dispõe de infra-estrutura computacional para atender simultaneamente até 20 pesquisadores e um anfiteatro com um amplo e moderno espaço equipado com instalações multimídia.

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