Martes, 10 Abril 2012 10:57

IH-3VOF

IH-3VOF es un código desarrollado por el IH Cantabria para resolver los flujos tridimensionales en Ingeniería de Costas, en especial, interacción onda-estructura. presa-cuad-VOF-4

IH-3VOF es un modelo capaz de estudiar, con un enfoque completamente tridimensional, problemas en los que hicieran aparición medios porosos, tales como el estudio de diques de escollera. El modelo puede ser directamente aplicado al estudio de estructuras costeras convencionales como son diques con distintas configuraciones. El rebase, el "run-up" así como las fuerzas actuantes en la estructura pueden ser evaluadas bajo muy diferentes condiciones dinámicas. Por lo tanto, el modelo puede usarse como un laboratorio para desarrollar experimentos y obtener formulaciones para el correcto diseño de estructuras específicas. También puede ser directamente aplicado al estudio de la hidrodinámica en la zona de rompientes en playas, considerando las propiedades porosas de la pendiente de la playa. Las tensiones tangenciales en el fondo pueden calcularse con un gran grado de exactitud al tiempo que se obtiene un mayor entendimiento de los mecanismos de transporte que se desarrollan.

Entre sus principales características cabe destacar la capacidad de simular el comportamiento de los fluidos dentro de los medios porosos, la capacidad de generar todo tipo de oleajes, y la capacidad de simular todo tipo de estructuras marítimas. El modelo ha sido validado con ensayos de laboratorio (del Jesus et al. 2012).

plataforma-VOF-velo.0495IH-3VOF resuelve las ecuaciones tridimensionales de Navier-Stokes para flujos transitorios en dos fases. La técnica VOF, desarrollada por Rider y Kothe (1998) es utilizada en el seguimiento de las interfaces entre dos fluidos. IH-3VOF está diseñado para simular todos aquellos fenómenos relevantes de la Ingeniería de Costas.

La discretización espacial de IH-3VOF se hace mediante el método de volúmenes finitos, pudiéndose utilizar mallas estructuradas y no estructuradas. Un método fraccionario en dos pasos (Chorin 1968) es utilizado para resolver los campos de velocidades y de presiones. Se utiliza el método FGMRES para resolver la ecuación de Poisson resultante. Para suprimir las oscilaciones espaciales en las presiones y en las velocidades, se aplica el método de interpolación de Rhie-Chow. El código puede ser ejecutado, tanto en serie como en paralelo, permitiendo realizar cálculos complejos con gran rapidez.

En resumen, IH-3VOF es un modelo de gran versatilidad capaz de simular de forma correcta el comportamiento del fluido en los estudios de interacción onda-estructura.

Publicaciones destacadas:

del Jesus, M., Lara J.L., Losada I.J (2012) Three-dimensional interaction of waves and porous coastal structures. Part I: Numerical model formulation. Coastal Engineering ELSEVIER. Vol 64, pp. 57-72.

Lara J.L., del Jesus, M., Losada I.J (2012) Three-dimensional interaction of waves and porous coastal structures.Part II: Experimental validation.
Coastal Engineering ELSEVIER. Vol 64, pp. 26-46.

López Lara, Javier; Guanche García, Yanira; Del Jesus Peñil, Manuel; Losada Rodríguez, Iñigo; Barajas Ojeda, Gabriel, Análisis numérico del flujo alrededor del morro de diques con un modelo 3-D de Navier-Stokes Título Congreso: XI Jornadas Españolas de Costas y Puertos.

López Lara, Javier; Higuera Caubilla, Pabl; Del Jesus Peñil, Manuel; Losada Rodríguez, Iñigo; Guanche García, Yanira; Barajas Ojeda, Gabriel, Numerical simulation of three dimensional breaking waves on a gravel slope using two-phase flow Navier-Stokes model. ACOMEN 2011. 5th International Conference on Advanced Computational Methods in Engineering (ACOMEN 2011).

López Lara, Javier; Del Jesus Peñil, Manuel; Guanche García, Yanira; Losada Rodríguez, Íñigo; Barajas Ojeda, Gabriel, Surface water waves induced hydrodynamics around breakwater heads: 3D Navier-Stokes approach. Coastal Structures 2011.

López Lara, Javier; Del Jesus Peñil, Manuel; Guanche García, Yanira; Losada Rodríguez, Íñigo; Barajas Ojeda, Gabriel, Surface Water Waves Induced Hydrodynamics around Breakwater Heads. 3D Navier-Stokes Approach. MARINE 2011. IV International Conference on Computational methods in Marine Engineering.

Lara J. L., Losada I.J. del Jesus M., Barajas G. y Guanche R., IH-3VOF: A three dimensional Navier-Stokes model for wave and structure interaction.

Título del Congreso: Proceedings of the 32nd International Conference on Coastal Engineering. ASCE.

Javier L. Lara , Maria Maza, Pablo Higuera, Gabriel Barajas, Ínigo J. Losada, Numerical modelling of wave generation using a two phase model. Application to wave overtopping. ECCOMAS.

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