Morphology and flow structures in a large confluence-diffluence

Interactions between roughness and topography in hydraulic models

“…Este enfoque ha sido previamente desarrollado y validado Lane et al 2004;Hardy et al 2005) para la inclusión de una topografía compleja (partículas individuales de grava) en una aplicación de DFC de alta resolución (resolución espacial de 0.002 metros). La metodología también ha sido extendida para poder considerar escalas más extensas (Hardy et al 2006) donde se ha mostrado la importancia de la calidad y resolución de las condiciones de contorno topográficas. Este enfoque se ha mostrado capaz de reflejar la variabilidad de los elementos en las celdas correspondientes al contorno y replicar su efecto en el patrón del flujo (Lane et al 2004;Hardy et al 2005).…”

“…Este enfoque se ha mostrado capaz de reflejar la variabilidad de los elementos en las celdas correspondientes al contorno y replicar su efecto en el patrón del flujo (Lane et al 2004;Hardy et al 2005). La metodología bloquea parcialmente la celda del contorno que representa la topografía del lecho, mantiene una forma hexaédrica y evita inestabilidades y problemas de difusión Lane et al 2004;Hardy et al 2006). El método original está basado en un tratamiento numérico de la porosidad, el cual utiliza una malla estructurada y especifica los valores de porosidad de la celda para bloquear el lecho topográfico con la incorporación de los correspondientes términos de resistencia en la ecuaciones del momento.…”

“…En este bloqueo topográfico de la malla se asigna un valor 1 a aquella celda que se corresponda de manera completa con agua, valor 0 a aquella que comprenda sólo terreno y un valor entre 0 y 1 para bloquear parcialmente las celdas que comprendan ambos medios, terreno y agua). La metodología (descrita en Hardy et al 2006) utiliza una algoritmo de rugosidad xx Resumen de cinco términos que incluyen las cuatro caras verticales de la celda y el volumen de la misma. Esto se consigue mediante un valor de porosidad que representa el bloqueado en cada celda, e introducido en la ecuación de volúmenes finitos mediante la modificación del área efectiva de las caras de la celda, que reduce la cantidad de flujo capaz de pasar por cada celda.…”

“…Esto se consigue mediante un valor de porosidad que representa el bloqueado en cada celda, e introducido en la ecuación de volúmenes finitos mediante la modificación del área efectiva de las caras de la celda, que reduce la cantidad de flujo capaz de pasar por cada celda. El modelo descrito en Hardy et al (2006) requiere igualmente una función de pared (wall function) para modelar aquellas variaciones en el lecho a escalas mayores a la malla. La altura de rugosidad en estas funciones de pared deben representar los efectos en el flujo de los granos menores al tamaño de celda.…”

“…En cualquier caso, los modelos ±5 cm y ±50 cm muestran más variaciones de velocidad a lo largo del perfil vertical. Estas variaciones en el flujo vertical de velocidad son consistentes con el flujo rasante descrito en Hardy et al (2006) y Lane et al (2004). La figura 5.11 muestra cómo todo el perfil vertical se ve afectado por el contenido topográfico del DEM, mientras que los tratamientos de rugosidad mediante alturas de rugosidad afectan sólo a las zonas próximas al lecho (Lane et al 2004).…”