An unstructured finite volume model for unsteady turbulent shallow water flow with wet-dry fronts: numerical solver and experimental validation

摘要

[Resumen]El principal objetivo de esta tesis es aplicar las ecuaciones de aguas someras bidimensionales a diferentes flujos en lámina libre, centrándose especialmente en aquellos problemas en los que o bien el tratamiento de la turbulencia o bien el tratamiento del frente seco-mojado son de especial relevancia. Para ello se ha desarrollado un código de volúmenes finitos que resuelve las ecuaciones de aguas someras acopladas con diferentes modelos de turbulencia. El código incluye un modelo parabólico de viscosidad turbulenta, un modelo algebraico de longitud de mezcla y 3 versiones del modelo k-ε para aguas someras. Al mismo tiempo se ha propuesto e incluido un modelo de tensiones algebraicas para aguas someras. El código desarrollado se ha utilizado para simular el flujo en 4 aplicaciones prácticas diferentes que incluyen el oleaje de onda larga, el flujo inducido por la marea en un estuario, el flujo en canal con un codo de 90º, y el flujo en escalas de peces de hendidura vertical. En todos los casos los resultados numéricos se han comparado con datos experimentales.