MOVF02D. Modelo numérico bidimensional de fondo móvil con cambio granulométrico

Resumen

En la mayoría de los modelos matemáticos empleados para determinar el movimiento de fondo en ríos se considera la existencia de uno o varios diámetros característicos de las partículas que lo forman, y a partir de estos diámetros se llevan a cabo cálculos para determinar la erosión y el depósito ocasionados por las condiciones hidrodinámicas. Una de las hipótesis más comunes durante el cálculo de los procesos de erosión y depósito es que la distribución granulométrica se mantiene fija en el tiempo; sin embargo, esta consideración es inadecuada, ya que si se tiene una distribución granulométrica no uniforme en el lecho se afecta la rugosidad y con ello se alteran las condiciones hidrodinámicas responsables del transporte y movimiento de fondo. Con el objeto de subsanar estas deficiencias, en este trabajo se propone un modelo numérico bidimensional no permanente de fondo móvil, mediante el cual se pueden calcular el campo de velocidades, la evolución de fondo y la variación de la distribución granulométrica del lecho de acuerdo con el concepto de capa activa o capa de mezclado. Con la finalidad de tener una mejor representación física de las fronteras, se emplea un sistema coordenado curvilíneo generalizado. El algoritmo propuesto es útil para analizar posibles zonas de depósito y erosión en ríos con cauces arenosos y aguas poco profundas, donde se deseen conocer sus efectos tanto longitudinal como transversalmente. La metodología propuesta se aplica para describir los cambios morfológicos y sedimentológicos en un modelo físico, encontrándose buena concordancia entre resultados numéricos y experimentales.