hidraulica

Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería. Vol. 6

, 1, 25-36( 1990)

SISTEMA HIDROBID 11
PARA SIMULAR CORRIENTES EN CUENCOS
A.N. MENENDEZ
Departamento de Hidráulica Computacional
Labo~atorio Hid~áulica
de
Aplicada (LHA)
INCYTH
Ezeiza - Argentina

RESUMEN
Se presenta el sistema computacional HIDROBID 11, que se utiliza para simular flujoscuasibidimensionales a superficie libre. Está basado en la resolución numérica de las ecuaciones
para aguas poco profundas. Se utiliza un método implícito de direcciones alternadas. El
sistema puede simular contornos externos cerrados (costa) y abiertos (entrante, saliente y
libre), y bordes internos (obstáculos unidimensionales que representan ataguias, espigones,
etc.) eventualmente combinados consingularidades como fuentes y sumideros que representan
estructuras (vertederos, alcantarillas, etc.). Se presentan varias aplicaciones.

SUMMARY
The computacional system HIDROBID 11 for the simulation of nearly-two-dimensional free
surface flows is presented. It is based on the numerical resolution of the shallow-water equations.
An alternating direction implicit method i used. The systemmay simulate external closed
s
(coastal line) and open boundaries (inflow, outflow, free boundaries), and internal boundaries
(one-dimensional obstacles representing cofferdam, breakwaters, etc.) eventualiy combined with
singularities like sources and sinks representing structures (spillways, culverts, etc.). Severa1
aplications are presented.

INTRODUCCION
L a simulación numérica deproblemas de ingeniería hidráulica es una técnica cuyo
campo de aplicación gana terreno día a día, gracias, sobre todo, a los avances en materia
de equipos de computación y de métodos'numéricos. De hecho se está forjando una
nueva disciplina -la Hidráulica Computacional- basada e n los conocimientos teóricos
y empíricos adquiridos a través de l a utilización práctica de este tipo de herramientas.El objetivo de la Hidráulica Computacional es l a construcción e implementación de
algoritmos capaces d e simular fenómenos hidráulicos. Esto comprende el desarrollo
de sistemas computaciondes confiables y robustos, capaces de ser utilizados como
herramientas de diseño asistido por computadora. Cada sistema se dirige a una familia
particular de problemas.
Recibido: Mareo 1989
OUniversitstPolit&cnicade Catalunya (España)

ISSN 0213-1315

ANGEL N. MENENDEZ

El LHA tiene una larga experiencia en el desarrollo de este tipo de sistemas,
dirigidos a resolver problemas de propagación de ondas en canales, corrientes en
cuencos, olas y corrientes en zonas costeras, transporte de contaminantes, etc. En
1
el presente trabajo se presenta el sistema KlDROBID 1 , que describe lascorrientes
que se producen en un cuenco cuando predominan los movimientos de gran escala en
el plano horizontal.

MODELO TEORICO Y ECUACIONES DE GOBIERNO
El conjunto de hipótesis que definen el modelo teórico para un flujo cuasibidimensional a superficie libre puede ser estructurado en tres categorías, de acuerdo a
como restringen sendos factores, a saber:
(i) Fuerzas actuantes:
(a) Las fuerzasmotrices son la gravedad, la fuerza de inercia debida a la rotación
de la Tierra (Coriolis) y las fuerzas superficiales debidas a la acción del viento.
(b) La resistencia al movimiento proveniente de la generación de turbulencia en
el fondo puede ser expresada usando una ley similar a la del escurrimiento
permanente unidimensional (ley de Chezy).
(ii) Geometría del cuenco:
(a) La forma delfondo es arbitraria, pero no cambia con el tiempo y no presenta
variaciones bruscas.
(b) La pendiente del fondo es pequeña.
(iii) Condiciones del flujo:
(a) El flujo es cuasi-bidimensional, es decir es esencialmente bidireccional y la
velocidad es prácticamente uniforme en la dirección normal a la superficie del
escurrimiento.
(b) La componente de la aceleración normal al escurrimiento es...