Otimização do método área-velocidade para estimação de vazão fluvial

• Main Author: SACRAMENTO, Vinicius Pereira do
• Other Authors: STOSIC, Borko
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal Rural de Pernambuco 2016
• Subjects: Método área-velocidade; Equações de Navier-Stokes; Interpolação; Interpolation; Velocity-area method; Navier-Stokes equations; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA
• Online Access: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/5376

Submitted by ([e-mail]) on 2016-08-17T12:54:01Z No. of bitstreams: 1 Vinicius Pereira do Sacramento.pdf: 879936 bytes, checksum: 412e7be8f81e7973418543f33257db03 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-08-17T12:54:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vinicius Pereira do Sacramento.pdf: 879936 bytes, checksum: 412e7be8f81e7973418543f33257db03 (MD5) Previous issue date: 2010-05-25 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES === This work demonstrates how the traditional velocity-area method for estimating river discharge can be adjusted via a simple numerical procedure, based on the considerations of classical fluid dynamics and the Navier Stokes equations, to yield multiple savings over the current international standards. The velocity-area method is the standard procedure for measuring the discharge of rivers. This procedure is standardized at the international level by the technical norm ISO EN 748:2007 of the International Standards Organization, and it requires the measurement of speed at various verticals of the river cross-section, at various depths for each vertical. In general, a relatively large number of measurements is needed to determine the flow. This work demonstrates that this procedure can be optimized through a simple numerical procedure, based on considerations of classical fluid dynamics and the Navier Stokes. More precisely, observing functional form of the velocity profile versus depth, applying polynomial regression for each vertical, and then linear or non-linear interpolation between the verticals, one arrives at a continuous interpolation for speed for the entire area of the cross-section, which turns out extremely robust to the removal of measurement points. This procedure is applied to data obtained in the river Exu, Pernambuco state, in April 2008. In particular, it is demonstrated that the number of measurements can be significantly reduced without substantial loss of accuracy of the estimate. === Neste trabalho, foi demonstrado como o método tradicional área-velocidade para estimação de descarga dos rios, pode ser adaptado através de um simples procedimento numérico, na base das considerações da dinâmica clássica dos fluidos e equações de Navier Stokes, para trazer múltipla economia em relação aos padrões adotados atualmente. O método área-velocidade representa o procedimento padrão para medição da descarga dos rios. Este procedimento é padronizado em nível internacional pela norma ISO EN 748:2007 da International Standards Organization, e exige medição de velocidade em várias verticais de uma seção vertical do rio, em várias profundidades para cada vertical. De forma geral, um número relativamente grande de medições é necessário para determinação da vazão. Nesta dissertação, foi demonstrado como o método área-velocidade pode ser otimizado através de um simples procedimento numérico, na base de considerações da dinâmica clássica dos fluidos e das equações de Navier Stokes. Mais precisamente, observou-se a forma funcional do perfil da velocidade, em função da profundidade, aplicando a regressão polinomial para cada vertical e, finalmente, a interpolação linear ou não-linear entre as verticais, para se chegar a uma interpolação contínua da velocidade para toda a área da seção vertical, que se torna extremamente robusta à remoção dos pontos da medida. Este procedimento foi aplicado para dados obtidos no riacho Exu, Estado de Pernambuco, em abril de 2008. Em particular, identificou-se que o número das medições pode ser significativamente reduzido, sem perda substancial da precisão da estimativa.