Modelación Hidrodinámica con Delft3D

Información del Curso

Formato

El workshop será de manera híbrida. Se les invita a los estudiantes de CUCEI a participar (asistir) de manera presencial.

Los requisitos:

• Conexión a Internet

• definir plataforma

• 
  

Contexto

La modelación hidrodinámica es una metodología escencial para problemas hidro-ambientales, tales como descargas de contaminates,transporte de sedimento, eutrofización, etc.

Delft3D, desarrollado por Deltares (Deltares, 2020b), es un sistema de cómputo muy completo que tiene integradas paqueterías de software para aproximaciones multidisciplinarias. Está diseñado para hacer simulaciones numéricas en 1D, 2D y 3D para regiones costeras, lagos, ríos y esteros. Se pueden realizar simulaciones de flujo, de transporte de sedimento, de oleaje, de desarrollos morfológicos y de calidad del agua. Delft3D cuenta con varios módulos que son capaces de interactuar entre sí: FLOW, WAVE, MOR, WAQ, PART y Delft Dash Board. Este modelo hidrodinámico se ha aplicado para simular la hidrodinámica, el transporte de sustancias y la calidad del agua en distintos lagos alrededor del mundo (Dissanayake et al., 2019; Jones & Hamilton, 2014; Liu, 2018; Ndungu et al., 2015; Soulignac et al., 2017).

Delft3D es un modelo numérico basado en diferencias finitas. Resuelve las ecuaciones de Navier Stokes para fluidos incompresibles, bajo la suposición de aguas someras y la aproximación de Boussinesq donde se considera que las variaciones en la densidad debidas a la temperatura o solidos disueltos no afectan la dinámica o la inercia del flujo. En la ecuación de momento vertical no se considera la aceleración vertical, lo que lleva a la ecuación de presión hidrostática. En modelos 3D las velocidades verticales se calculan a partir de la ecuación de continuidad (Deltares, 2020b; Lesser et al., 2004).

Algunas características:

• Propagación de ondas

• Transporte de trazadores y contaminantes

• Transporte de sedimento

erosión,sedimentación

• Varias opciones de condiciones de frontera

velocidad, descarga, de nivel

• Modelación de turbulencia

• 
  

• Visualización de parámetros

Obs:

Temas

Repaso de ecuaciones de mecánica de fluidos en sistemas medioambientales.

Introducción a la generación de mallas, interpolación de batimetría.

Modelado de la hidrodinámica

Introducción a herramientas de pre-procesado para configurar el modelo para un cuerpo de agua.

Introducción a herramientas de Postprocesado

Revisión de los procesos de transporte de sedimento, aplicación en zona costera y lagos.

Objetivos

Lograr planear, configurar y ejecutar simulaciones 2 y 3D con Delft3D.

Pre-requisitos Recomendados

Mecánica de fluidos, Matemáticas,...

Calendario

Antes del curso: Favor de registrarse para obtener licencia del código abierto (Open Source) https://oss.deltares.nl/web/delft3d/get-started al menos 12 días antes del curso. Las instrucciones de la instalación se abordaran durante el curso.

---De ser posible Instalar interfaz para modelo-----

Falta agregar calendario

fechas y horario

Certificado

Falta agregar requisitos para obtener certificado

Referencias

Delft3D – Modelo 3D hidrodinâmico e de transporte e qualidade de agua – User Manual (pdf)

Model data:

• Using Delft3D Dashboard (Webinar, Manual, Installation)

• Global Bathymetry: https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/

• Large Scale Ocean model to create boundary conditions. Hycom: https://www.hycom.org/

• Global tide model for boundary conditions: https://www.tpxo.net/global

• Meteorological datasets for boundary conditions: https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets

Agregar referencia de de agencia de energía NREL National Solar Raditaion Database NSRDB

CONAGUA, etc.

Deltares. (2020a). D-Waq PART, simulation of mid-field water quality and oil spills, using particle tracking, User Manual D-Water Quality.

Deltares. (2020b). Simulation of Multi-Dimensional Hydrodynamic Flows and Transport Phenomena, Including Sediments; User Manual Delft3D-FLOW (Version 3.15). Deltares.

Dissanayake, P., Hofmann, H., & Peeters, F. (2019). Comparison of results from two 3D hydrodynamic models with field data: internal seiches and horizontal currents. Inland Waters, 9(2). https://doi.org/10.1080/20442041.2019.1580079

Jones, H., & Hamilton, D. (2014). Hydrodynamic modelling of Lake Whangape and Lake Waahi. In Waikato Regional Council Technical Report (Issue 24).

Lesser, G. R., Roelvink, J. A., van Kester, J. A. T. M., & Stelling, G. S. (2004). Development and validation of a three-dimensional morphological model. Coastal Engineering, 51(8–9). https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2004.07.014

Liu, & Cao, B. (2011). Hybrid simulation of the hydraulic characteristics at river and lake confluence. Journal of Hydrodynamics, 23(1). https://doi.org/10.1016/S1001-6058(10)60094-7

Ndungu, J. N., Chen, W., Augustijn, D. C. M., & Hulscher, S. J. M. H. (2015). Analysis of the Driving Force of Hydrodynamics in Lake Naivasha, Kenya. Open Journal of Modern Hydrology, 05(04). https://doi.org/10.4236/ojmh.2015.54009

Soulignac, F., Vinçon-Leite, B., Lemaire, B. J., Scarati Martins, J. R., Bonhomme, C., Dubois, P., Mezemate, Y., Tchiguirinskaia, I., Schertzer, D., & Tassin, B. (2017). Performance Assessment of a 3D Hydrodynamic Model Using High Temporal Resolution Measurements in a Shallow Urban Lake. Environmental Modeling and Assessment, 22(4). https://doi.org/10.1007/s10666-017-9548-4