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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8626
Tipo: | Dissertação |
Título: | Flow distribution and mass removal in a floating treatment island with different depths in a channel cavity |
Autor(es): | FELIPE REZENDE DA COSTA |
Primeiro orientador: | Johannes Gerson Janzen |
Resumo: | Em rios e canais abertos, as cavidades laterais são regiões adjacentes que afetam o fluxo, criando uma zona de recirculação de água e reduzindo a energia do fluxo e com isso proporcionar a retenção de sedimentos, a proteção das margens dos rios e refúgio para organismos que se desenvolvem em águas mais calmas. A presença de vegetação nestas estruturas oferece resistência adicional ao fluxo que afeta a magnitude do fluxo variáveis relacionadas, por exemplo, intensificando a desaceleração dentro da cavidade e impactando os processos de troca de massa entre o canal principal e a zona morta. Este estudo avaliou o efeito das interações hidrodinâmicas da vegetação flutuante dentro da cavidade lateral no sistema de circulação usando Fluido Computacional Dinâmica (CFD) e experimentos de laboratório. Nas simulações, o anisotrópico resistência gerada pela vegetação foi representada por uma zona porosa, esta é uma simples, maneira de representar essa resistência exercida ao fluxo, e ainda assim eficaz em capturando os efeitos na hidrodinâmica. A densidade da vegetação permaneceu constante e teve 5 diferentes profundidades de vegetação estudadas nas simulações e para fins práticos iniciais testes apenas um caso vegetado foi utilizado. Em todos os casos simulados, a presença de a vegetação flutuante reduziu a magnitude da velocidade na parte mais interna do cavidade em comparação com áreas sem vegetação, enquanto nos casos de laboratório houve desaceleração quase absoluta na maior parte da região vegetada com pontos de aceleração. O aumento da profundidade da vegetação diminuiu a velocidade do fluxo no cavidade lateral, atingindo seu efeito máximo no caso de cavidade totalmente preenchida. |
Abstract: | In open rivers and canals, lateral cavities are adjacent regions that affect flow, creating a water recirculation zone and reducing flow energy and with that they provide the retention of sediments, the protection of riverbanks and refuge for organisms that develop in calmer waters. The presence of vegetation in these structures offers additional resistance to flow which affects the magnitude of flow- related variables, for example, intensifying the deceleration inside the cavity and impacting mass exchange processes between the main channel and the dead zone. This study evaluated the hydrodynamic interactions effect of floating vegetation within the lateral cavity on the circulation system using Computational Fluid Dynamics (CFD) and laboratory experiments. In the simulations, the anisotropic resistance generated by the vegetation was represented by a porous zone, this is a simple, way to represent this resistance exerted to the flow, and yet effective in capturing the effects on hydrodynamics. Vegetation density remained constant and had 5 different vegetation depths studied in the simulations and for initial practical tests only one vegetated case was used. In all simulated cases, the presence of floating vegetation reduced the magnitude of the velocity in the innermost part of the cavity compared to areas without vegetation, while in the laboratory cases there was almost absolute deceleration in most of the vegetated region with points of acceleration. Increasing the depth of vegetation decreased the flow velocity in the lateral cavity, reaching its maximum effect in a case of a fully filled cavity. |
Palavras-chave: | a floating treatment island |
País: | Brasil |
Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
Sigla da Instituição: | UFMS |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8626 |
Data do documento: | 2023 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais |
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