Monique Lopes Avelino
Título
AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO HIDRÁULICO DE VERTEDOUROS TIPO LABIRINTO UTILIZANDO MODELO NUMÉRICO
Orientador(es)
Renato Nascimento Elias
Resumo
A dissertação proposta aborda o estudo e a análise de vertedouros do tipo labirinto, focando na investigação da capacidade desses dispositivos em aumentar a descarga em comparação com vertedouros extravasores lineares, particularmente com perfil tipo Creager. O objetivo principal é entender as vantagens da geometria labiríntica na otimização do desempenho hidráulico, principalmente no que se refere à melhoria da capacidade de vazão em diferentes condições de carga hidráulica.
A análise será realizada com o auxílio de uma ferramenta computacional avançada, o Flow3D, que permite a modelagem numérica detalhada do fluxo de água. Essa ferramenta possibilita avaliar de maneira precisa o comportamento hidráulico dos vertedouros labirínticos, fazendo uma comparação com os tradicionais vertedouros retos, conhecidos por seu perfil simples e linear.
O vertedouro labirinto é caracterizado por sua crista em zigue-zague, o que aumenta a eficiência do processo de extravasamento de água sem a necessidade de ampliar a largura do vão disponível. Isso torna essa solução altamente vantajosa em diversos contextos, como a adequação hidráulica de barramentos existentes. Ao aumentar o comprimento da crista, é possível melhorar a capacidade de vazão sem a necessidade de grandes modificações na estrutura existente, sendo uma alternativa eficiente para diversos tipos de intervenções, como repotenciação de barragens, adequação para cheias, e otimização de fatores de segurança.
Esse tipo de estrutura tem se mostrado promissora, não apenas em termos de capacidade de vazão, mas também na flexibilidade para ser implementado em barragens já existentes, oferecendo uma solução eficaz e de baixo custo para aumentar a capacidade hidráulica e atender às exigências de segurança e desempenho. Assim, a pesquisa busca aprofundar o entendimento sobre as vantagens da geometria labiríntica e como ela pode ser utilizada para aprimorar o desempenho dos vertedouros em diferentes cenários operacionais.
Abstract
The proposed dissertation focuses on the study and analysis of labyrinth weirs, aiming to investigate their ability to increase discharge in comparison to linear spillway structures, specifically those with a Creager profile. The primary objective is to understand the advantages of labyrinth geometry in optimizing hydraulic performance, particularly in improving flow capacity under different hydraulic head conditions.
The analysis will be conducted using an advanced computational tool, Flow3D, which enables detailed numerical modeling of water flow. This tool allows precise evaluation of the hydraulic behavior of labyrinth weirs, in comparison with traditional spillways, which are known for their simple, linear profile.
A labyrinth weir is characterized by its zigzag crest, which increases the efficiency of water overflow without the need to expand the available opening width. This makes the solution highly advantageous in various contexts, such as the hydraulic adaptation of existing dams. By increasing the crest length, it is possible to enhance flow capacity without requiring significant modifications to the existing structure, offering an efficient alternative for interventions such as dam retrofitting, flood adaptation, and optimization of safety factors.
This type of structure has proven promising, not only in terms of discharge capacity but also in its flexibility for implementation in existing dams, providing a effective and cost-efficient solution to increase hydraulic capacity and meet safety and performance requirements. Thus, the research aims to deepen the understanding of the advantages of labyrinth geometry and how it can be used to improve the performance of weirs in different operational scenarios.
