{"id":110848,"date":"2018-03-11T10:37:04","date_gmt":"2018-03-11T10:37:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/simulacion-eficiente-del-transporte-pasivo-en-flujos-de-superficie-libre\/"},"modified":"2018-03-11T10:37:04","modified_gmt":"2018-03-11T10:37:04","slug":"simulacion-eficiente-del-transporte-pasivo-en-flujos-de-superficie-libre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/mecanica-de-fluidos\/simulacion-eficiente-del-transporte-pasivo-en-flujos-de-superficie-libre\/","title":{"rendered":"Simulacion eficiente del transporte pasivo en flujos de superficie libre"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Francisco De Borja Latorre Garces <\/strong><\/h2>\n<p>El trabajo comienza describiendo, en el cap\u00edtulo 2, la f\u00edsica del transporte desde un punto de vista microsc\u00f3pico. Definiremos en primer lugar los campos continuos de concentraci\u00f3n y velocidad. Obtendremos despu\u00e9s la ecuaci\u00f3n de continuidad y estudiaremos las propiedades b\u00e1sicas de esta ecuaci\u00f3n diferencial. Presentaremos la expresi\u00f3n y soluci\u00f3n exacta de la ecuaci\u00f3n de transporte en el caso de velocidad constante. Finalizaremos el cap\u00edtulo describiendo los procesos de difusi\u00f3n y dispersi\u00f3n de un soluto, presentando su formulaci\u00f3n continua.  en el cap\u00edtulo 3 se estudian diferentes m\u00e9todos de discretizaci\u00f3n espacial. Estas t\u00e9cnicas tienen como objeto la representaci\u00f3n aproximada de funciones mediante un conjunto finito de n\u00fameros. Aplicaremos estos m\u00e9todos en la descripci\u00f3n del campo macrosc\u00f3pico de concentraci\u00f3n, funci\u00f3n continua dependiente del espacio y del tiempo, aproximando su distribuci\u00f3n espacial en tiempos discretos.  comenzaremos introduciendo el concepto de t\u00e9cnica de discretizaci\u00f3n conservativa, desarrollando la descripci\u00f3n mediante valores promedio, propia de los m\u00e9todos de vol\u00famenes finitos, y la aproximaci\u00f3n en serie de legendre, t\u00e9cnica que constituye la base de la metodolog\u00eda propuesta en este trabajo. Presentaremos despu\u00e9s los m\u00e9todos de reconstrucci\u00f3n virtual, como ejemplo de una t\u00e9cnica de alto orden ampliamente usada en la literatura. Finalizaremos el cap\u00edtulo estudiando las propiedades num\u00e9ricas de los m\u00e9todos de discretizaci\u00f3n presentados, desarrollando representaciones aproximadas de un conjunto de funciones en una y dos dimensiones aplicando m\u00e9todos de orden de aproximaci\u00f3n entre 1 y 20.  presentamos, en el cap\u00edtulo 4, los esquemas de legendre para la resoluci\u00f3n de problemas de transporte en una dimensi\u00f3n. Esta nueva familia de m\u00e9todos, en la que el orden de aproximaci\u00f3n es un par\u00e1metro, se caracteriza por desarrollar discretizaciones espaciales de los campos basadas en polinomios de legendre. Esta t\u00e9cnica permite representar variaciones cuya escala espacial es menor que las dimensiones de las celdas. Esto supone un aumento en la eficiencia computacional del m\u00e9todo, compar\u00e1ndolo con los esquemas de alto orden formulados sobre vol\u00famenes finitos. La resoluci\u00f3n del transporte se desarrolla utilizando soluciones exactas de este proceso, trasladando, estirando y cortando los polinomios contenidos en cada celda. Los esquemas de legendre son expl\u00edcitos y mantienen un criterio de estabilidad temporal independiente del orden de la aproximaci\u00f3n. Estos m\u00e9todos presentan elementos comunes con las discretizaciones propias de la formulaci\u00f3n de elementos finitos y la resoluci\u00f3n temporal que se aplica en los m\u00e9todos semi-lagrangianos conservativos.  expondremos primero la derivaci\u00f3n de los esquemas de legendre para la resoluci\u00f3n de la ecuaci\u00f3n lineal de transporte y desarrollaremos, en un segundo paso, su aplicaci\u00f3n a la ecuaci\u00f3n general de transporte. Finalizaremos el cap\u00edtulo estudiando las propiedades num\u00e9ricas del m\u00e9todo propuesto compar\u00e1ndolas con las de la metodolog\u00eda ader, como ejemplo de un esquema de alto orden formulado en vol\u00famenes finitos. Resolveremos, para esto, diversos casos test analizando su convergencia num\u00e9rica y eficiencia computacional usando esquemas de orden de aproximaci\u00f3n 1-20. Este an\u00e1lisis muestra que los esquemas de legendre son m\u00e1s eficientes que los m\u00e9todos de alto orden formulados en vol\u00famenes finitos. Esto se consigue mediante el uso de pocas celdas y altos \u00f3rdenes, situaci\u00f3n donde no es posible definir reconstrucciones de alto orden.  los esquemas de legendre producen oscilaciones num\u00e9ricas al transportar distribuciones discontinuas. Proponemos una nueva t\u00e9cnica de filtrado que permite eliminar estas oscilaciones sin afectar a la resoluci\u00f3n del m\u00e9todo.  en el cap\u00edtulo 5 se estudia la aplicaci\u00f3n de los esquemas de legendre en problemas de transporte en dos dimensiones. Proponemos un m\u00e9todo para la resoluci\u00f3n de la ecuaci\u00f3n lineal de transporte y desarrollaremos despu\u00e9s su aplicaci\u00f3n en flujos de velocidad variable, usando la ecuaci\u00f3n general de transporte. Expondremos su aplicaci\u00f3n en diversos casos test. Resolveremos la advecci\u00f3n de una serie de campos bidimensionales en flujos de velocidad constante y presentaremos tambi\u00e9n varios problemas de transporte en flujos de velocidad variable. Analizaremos la precisi\u00f3n num\u00e9rica y la eficiencia computacional de los resultados de los esquemas de legendre compar\u00e1ndolos con los m\u00e9todos de alto orden formulados en vol\u00famenes finitos. Los esquemas de legendre resultan, tambi\u00e9n en este caso, m\u00e1s eficientes que los m\u00e9todos de alto orden formulados en vol\u00famenes finitos. Consideraremos por \u00faltimo diferentes \u00e1ngulos de propagaci\u00f3n, estudiando el efecto que tienen las direcciones definidas por la malla en los resultados num\u00e9ricos.  presentamos, en el cap\u00edtulo 6, el modelo de aguas poco profundas para la simulaci\u00f3n de flujos de superficie libre en una y dos dimensiones. Planteamos la resoluci\u00f3n adicional del transporte pasivo de un soluto usando los esquemas de legendre. Proponemos un m\u00e9todo de acoplamiento de los esquemas de legendre y cualquier esquema num\u00e9rico conservativo para la resoluci\u00f3n de las ecuaciones de aguas poco profundas. El m\u00e9todo presentado requiere una formulaci\u00f3n espec\u00edfica del esquema num\u00e9rico del flujo de agua y se basa en las propiedades f\u00edsicas de la mezcla de dos fluidos con diferente concentraci\u00f3n. Estudiamos este m\u00e9todo compuesto resolviendo el transporte de diferentes campos de concentraci\u00f3n en flujos de rotura de presa y flujos estacionarios en canales en una y dos dimensiones. Utilizamos para esto los esquemas de legendre de orden de aproximaci\u00f3n 1-10 y dos m\u00e9todos para la resoluci\u00f3n de las ecuaciones de aguas poco profundas, de primer y segundo orden. Las simulaciones incluyen perfiles discontinuos de concentraci\u00f3n y t\u00e9rminos fuente en las ecuaciones del flujo. Los resultados muestran que el m\u00e9todo de acoplamiento resuelve correctamente el transporte pasivo del soluto garantizando un comportamiento f\u00edsico del campo de concentraci\u00f3n y evitando oscilaciones en presencia de discontinuidades.  en el cap\u00edtulo 7 se describen una serie de ensayos experimentales realizados en un canal de laboratorio. Los experimentos consisten en la inyecci\u00f3n de un trazador pasivo en el flujo principal del canal desde un dep\u00f3sito lateral. El paso del soluto por una secci\u00f3n de control situado aguas abajo es registrado mediante una t\u00e9cnica de imagen basada en la fluorescencia del trazador.  simulamos los ensayos en el canal usando el modelo de aguas poco profundas en dos dimensiones y una ecuaci\u00f3n adicional que describe el transporte conservativo y la mezcla del soluto. Resolvemos acopladamente la din\u00e1mica del flujo y el transporte de soluto, aplicando en este \u00faltimo proceso el esquema de legendre de segundo orden.  el t\u00e9rmino de mezcla o difusi\u00f3n depende de una matriz emp\u00edrica que en este trabajo se ha considerado diagonal. Presentamos un m\u00e9todo para la resoluci\u00f3n num\u00e9rica del t\u00e9rmino de difusi\u00f3n dentro de la formulaci\u00f3n de los esquemas de legendre. Bas\u00e1ndonos en uno de los ensayos experimentales, realizamos una calibraci\u00f3n de los coeficientes de la matriz de mezcla buscando el acuerdo entre los resultados num\u00e9ricos y las medidas. Finalmente aplicamos estos coeficientes en la simulaci\u00f3n de otro ensayo experimental para estudiar su validez.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Simulacion eficiente del transporte pasivo en flujos de superficie libre<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Simulacion eficiente del transporte pasivo en flujos de superficie libre <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Francisco De Borja Latorre Garces <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Zaragoza<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 14\/09\/2011<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Pilar Garc\u00eda Navarro<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: ram\u00f3n Codina rovira <\/li>\n<li>susana Serna salichs (vocal)<\/li>\n<li>enrique domingo Fernandez nieto (vocal)<\/li>\n<li>Javier Burguete tolosa (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Francisco De Borja Latorre Garces El trabajo comienza describiendo, en el cap\u00edtulo 2, la f\u00edsica del transporte 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