MÓDULO MODELAGEM:
O sistema possui diversas telas que permitem o gerenciamento das informações utilizadas pelos modelos hidrodinâmico, de transporte Euleriano, de transporte Lagrangeano, de Qualidade da Água, de transporte de sedimentos e de geração e propagação de ondas. Neste item, o usuário conhecerá o funcionamento básico dos seguintes módulos:
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Projetos ¨
Malhas e Domínios de Modelagem ¨
Modelos de Transporte
Euleriano ¨
Modelos de Qualidade da Água ¨
Modelos de Transporte de
Sedimentos ¨
Modelos de Transporte
Lagrangeano |
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O
menu Modelagem torna disponível o acesso das telas utilizadas na modelagem.
Para rodar um modelo em um projeto ainda não ativado, o usuário deve primeiro
ativar o projeto e, no caso de um novo projeto, cadastrá-lo.
Projetos
-
Ativação
-
Cadastro
Projetos - Ativação:
Todas as informações
mostradas nas telas de malha e nas telas dos modelos são pertinentes ao projeto
ativo, selecionado através da caixa de diálogo indicada a seguir (Figura
1). Por
exemplo, nas telas de malha só serão apresentados ao usuário dados das malhas
do projeto ativo no momento. Claro que um projeto recém cadastrado e ativado
ainda não terá qualquer informação de malha ou de modelos associados.
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Figura 1: Caixa de Diálogo ‘Ativação do
Projeto’. |
Para ativar um projeto,
deve-se selecioná-lo entre os projetos cadastrados na base de dados do SisBaHiA®.
Na caixa de diálogo (Figura
1) de
Ativação de Projeto, ao se clicar na seta ao lado do campo ‘Nome’, abre-se uma
lista com o nome dos projetos já cadastrados.
Para
adicionar (cadastrar) um novo projeto, escolha 
Para ativar o projeto
selecionado, escolha 
Para fechar ou cancelar o
quadro, clique 
Projetos - Cadastro:
Neste formulário são
cadastrados ou removidos os projetos existentes na base de dados do SisBaHiA®.
A principal informação do projeto é o nome do diretório base do projeto onde
serão guardados todos os arquivos relacionados com o projeto.
Importante:
Todos os cadastros são inseridos na base de dados ativa do SisBaHiA®,
definida na instalação do sistema ou modificada pelo usuário. Ao iniciar uma
seção do SisBaHiA®, a mesma base de dados ativa no fechamento da
última seção será sempre automaticamente usada pelo SisBaHiA®. Os
projetos cadastrados em outras bases de dados somente serão acessíveis se o
usuário mudar a base de dados do SisBaHiA®, para isto veja em
Ferramentas.
Não é permitido que seja
removido o projeto ativo. Para excluir um projeto deve-se primeiro ativar outro
projeto. Também não é permitida a remoção de um projeto que ainda contenha
alguma malha ou modelo, devendo-se remover estes antes do projeto.
Malhas e Domínios de Modelagem:
Este formulário é
responsável pela inserção das malhas utilizadas pelos modelos, e contém todas
as informações inerentes ao local que será modelado. A malha pode ser gerada e
editadas no gerador de malhas do SisBaHiA®. Instruções sobre esse
processo podem ser obtidos na página Edição de
malha no SisBaHiA deste manual. A malha pode também ser gerada com
programas comerciais como o Argus ONE ou SMS, e depois importada para o
SisBaHiA®. Os programas comerciais estão fora do escopo deste
manual.
Também não está no escopo
deste manual discutir detalhes a respeito de técnicas para geração de malhas de
elementos finitos. Mais detalhes podem ser obtidos na página Malha de
Elementos Finitos deste manual.
Modelos Hidrodinâmicos:
São modelos de circulação
hidrodinâmica 3D ou 2DH dominada por forçantes barotrópicas, e otimizado para
corpos de água naturais nos quais efeitos de densidade variável possam ser
desprezados. Resultados podem ser tanto 3D quanto 2DH, dependendo dos dados de
entrada. “Otimizado” é usado no sentido de um modelo planejado para ótima
representação de escoamentos em domínios naturais com geometria complexa.
Processos de calibração são minimizados devido a: discretização espacial via
elementos finitos quadráticos e transformação s,
permitindo ótimo mapeamento de corpos de água com linhas de costa e batimetrias
complexas, campos de vento e atrito do fundo podendo variar dinamicamente no
tempo e no espaço, e modelagem de turbulência multi-escala baseada em Simulação
de Grandes Vórtices (LES).
Este formulário é
responsável pelo cadastramento das informações necessárias para inserir dados e
executar o modelo hidrodinâmico. Não se pode executar os modelos de transporte
de escalares para um dado problema, se não existirem resultados de circulação
hidrodinâmica condizentes com a situação. O modelo hidrodinâmico então deverá
ser executado antes dos outros dois modelos de transporte, pois seus resultados
serão necessários para a execução destes modelos. Mais detalhes podem ser
obtidos na página Modelo
Hidrodinâmico deste manual.
Modelos de Transporte Euleriano:
São modelos de uso geral para simulação de transporte advectivo-difusivo com reações cinéticas, para escoamentos 2DH, ou em camadas selecionadas de escoamentos 3D. Este tipo de modelo pode ser aplicado a escoamentos 2DH, ou em camadas selecionadas de escoamentos 3D. Tal modelo permite também a utilização de praticamente qualquer tipo de reação cinética de decaimento ou produção do contaminante sendo modelado, inclusive através de curvas de decaimento fornecidas através de tabelas e valores. Pode-se também simular processos de perda de massa por sedimentação.
Este formulário é
responsável pelo cadastramento das informações necessárias para inserir dados e
executar o Modelo de Transporte Euleriano. A aplicação do Modelo de Transporte
Euleriano para um dado problema, só pode ser feita se já existirem resultados
de circulação hidrodinâmica condizentes com a situação. Se não existirem, o
modelo hidrodinâmico deverá ser previamente executado para gerar os dados de
velocidade e nível d’água necessários. Mais detalhes podem ser obtidos na
página Modelo
de Transporte Euleriano deste manual.
Modelos de Qualidade da Água:
Trata-se de um conjunto de modelos de transporte Euleriano, para simulação acoplada de até 11 parâmetros de qualidade de água e indicadores de eutrofização: sal, temperatura, OD-DBO, nutrientes compostos de nitrogênio e de fósforo e biomassa. Tais modelos podem ser aplicados para escoamentos 2DH, ou em camadas selecionadas de escoamentos 3D.
Este formulário é
responsável pelo cadastramento das informações necessárias para inserir dados e
executar o Modelo de Qualidade da Água. A aplicação do Modelo de Qualidade da
Água para um dado problema, só pode ser feita se já existirem resultados de
circulação hidrodinâmica condizentes com a situação. Se não existirem, o modelo
hidrodinâmico deverá ser previamente executado para gerar os dados de
velocidade e nível d’água necessários. Este modelo está em fase final de
elaboração. Mais detalhes podem ser obtidos na página Modelo
de Qualidade da Água deste manual.
Modelos de Transporte de Sedimentos:
Trata-se de modelos que
computam transporte de sedimentos e taxas de erosão e sedimentação no fundo. O
usuário pode prescrever curvas granulométricas e estoques de sedimentos
erodíveis diferentes em qualquer ponto da região modelada. Pode funcionar
dinamicamente acoplado a um modelo hidrodinâmico, permitindo assim realizar
estudos de evolução morfológica de fundo. O modelo permite múltiplas opções de
formulações de transporte, tais como Van Rijn, Engelund-Hansen, Myer-Peter
Müller, Nielsen e Yalin. Outras formulações podem ser incluídas. Pode funcionar
também de modo desacoplado, apenas para estimação de vazões sólidas. Mais
detalhes podem ser obtidos na referência técnica e na página Modelo
de Transporte de Sedimentos deste manual.
Modelos de Transporte Lagrangeano:
-Modelo Determinístico: é um modelo
de uso geral para simulação de transporte advectivo-difusivo com reações
cinéticas, para camadas selecionadas de escoamentos 3D ou 2DH. Este modelo é
especialmente adequado para simulações de vários tipos de problemas, por
exemplo:
Plumas de
emissários ou pontos de lançamento de efluentes ao longo da costa. Permite a
simulação de plumas de esgoto com vazões variáveis e taxas de decaimento (T90) variáveis de acordo com
época do ano, horas do dia, condições de cobertura de nuvens, etc;
Derrames de
óleo, instantâneos ou por período definido. No caso o modelo pode seguir as
mesmas curvas de balanço de massa do ADIOS2, e pode incluir efeitos
da dinâmica de Fay na fase inicial do derrame;
Mistura de massas
de água, tempos de troca e renovação de massas de água entre diferentes setores
de um corpo de água;
Transporte
de detritos flutuantes, inclusive óleos e graxas.:
Determinação
de tempos de residência em corpos de água naturais, permitindo obter mapas de
isolinhas de tempos de residência em diferentes setores de corpos de água com
geometria complexa;
Determinação
de tendências de deriva de sedimentos, substâncias dissolvidas ou particulados
flutuantes;
Determinação
de correntes residuais lagrangeanas;
Estudos de
dragagens, com determinação de plumas no sítio de dragagem e em locais de bota
fora;
Determinação
de massa e altura de material sedimentado, por exemplo, em bota fora de
dragagens;
O modelo
permite optar por transporte livre ou condicionado. Modelagens com transporte
condicionado são especialmente úteis em análises de processos sedimentológicos.
O transporte pode ser condicionado por valores mínimos de velocidade, ou de
tensão no fundo exercida só por correntes, ou de tensão no fundo exercida
conjuntamente por ondas e correntes;
O Modelo Lagrangeano permite a utilização de
praticamente qualquer tipo de reação cinética de decaimento ou produção do
contaminante sendo modelado, inclusive através de curvas de decaimento
fornecidas através de tabelas e valores. Pode-se também simular processos de
perda de massa por sedimentação.
- Modelo
Probabilístico:
acoplado ao modelo anterior, permite obtenção de resultados probabilísticos
computados a partir de N eventos ou
de resultados ao longo de um período de tempo T. Exemplos de resultados: probabilidade de toque no litoral,
probabilidade de passagem (ou de visita) de manchas ou plumas contaminante,
probabilidade de passagem de manchas ou plumas com concentração acima de um
valor limite, probabilidade de passagem com tempo de vida inferior a um limite
dado, etc.
- Modelo de Campo Próximo para Emissários e Fontes Pontuais: este módulo
está inserido no bloco de Modelo de Transporte Lagrangeano e funciona
dinamicamente acoplado a um modelo hidrodinâmico. O modelo considera as
características geométricas de linhas difusoras, perfis verticais variáveis de
densidade no meio receptor, turbidez variável da água para computo da
incidência de radiação solar. A radiação solar é computada em função da
latitude e longitude da localidade, variando a partir da data e hora de início
da simulação, com variação e cobertura de nuvem etc. No caso de análises de balneabilidade, aceita
diferentes tipos de bactéria, tais como coliformes termo tolerantes, escherichia colli e enterococcus, além de curvas de decaimento prescritas pelo usuário.
Este formulário é
responsável pelo cadastramento das informações necessárias para inserir dados e
executar o Modelo de Transporte Lagrangeano. A aplicação do Modelo de
Transporte Lagrangeano para um dado problema, só pode ser feita se já existirem
resultados de circulação hidrodinâmica condizentes com a situação. Se não
existirem, o modelo hidrodinâmico deverá ser previamente executado para gerar
os dados de velocidade e nível d’água necessários. O usuário deve saber de
antemão se necessitará usar dados hidrodinâmicos 2DH ou 3D, e gerá-los de
acordo com a necessidade. Mais detalhes podem ser obtidos na página Modelo
de Transporte Lagrangeano deste manual.
Modelos de Ondas:
-Geração de ondas:
É um modelo para geração de
ondas por campos de vento permanentes ou variáveis. O modelo determina se a
geração de ondas será limitada pela pista ou pela duração do vento. O modelo
permite calcular, ao longo do tempo, a distribuição espacial no domínio de parâmetros
do clima de ondas gerado tais como: alturas significativas e médias
quadráticas, períodos de pico, tensões oscilatórias no fundo devido a ondas,
etc.
Este formulário é
responsável pelo cadastramento das informações necessárias para inserir dados e
executar o Modelo de Geração de Ondas. A aplicação do Modelo de Geração de
Ondas para um dado problema, ao contrário dos demais modelos, não necessita da
existência de resultados de circulação hidrodinâmica. Para a execução do Modelo
de Geração de Ondas são necessários apenas a malha (e os dados associados) e
dados de vento. Mais detalhes podem ser obtidos na página Modelo de
Geração de Ondas deste manual.
-Propagação de Ondas:
Trata-se de um programa de
propagação de ondas monocromáticas, ou espectros de ondas, com efeitos de
refração, difração, dissipação e arrebentação. O programa implementado no
SisBaHiA® é similar ao conhecido REFDIF®.
Este formulário é
responsável pelo cadastramento das informações necessárias para inserir dados e
executar o Modelo de Propagação de Ondas. A aplicação do Modelo de Propagação
de Ondas para um dado problema, ao contrário dos demais modelos, não necessita
de malha, pois ele funciona com o sistema de grades, apesar de poder ser
acoplado ao hidrodinâmico e à malha existente. Para a execução do Modelo de
Propagação de Ondas são necessários apenas a batimetria, contornos e dados de
ondas (amplitude, período e direção). Mais detalhes podem ser obtidos na página
Modelo de
Propagação de Ondas deste manual.
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Última revisão:16/05/2017