Uso de Iber como herramienta de aprendizaje y análisis de flujos bidimensionales en canales

  1. Cueva Portal, Michel Huber 1
  2. Cañon Barriga, Julio E.
  3. Cea Gómez, Luis
  1. 1 Universidad Nacional de Cajamarca
    info

    Universidad Nacional de Cajamarca

    Cajamarca, Perú

    ROR https://ror.org/004fs0e42

Revista:
Revista Educación en Ingeniería

ISSN: 1900-8260

Año de publicación: 2021

Título del ejemplar: Agosto 2020 - Febrero 2021

Volumen: 16

Número: 31

Páginas: 72-78

Tipo: Artículo

DOI: 10.26507/REI.V16N31.1126 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openAcceso abierto editor

Otras publicaciones en: Revista Educación en Ingeniería

Resumen

Los ejemplos visuales y gráficos interactivos de experimentos controlados permiten al alumno resolver problemas, hacer demostraciones, mediciones y otras actividades prácticas y teóricas. Iber es un modelo numérico bidimensional para la simulación del flujo superficial que combina módulos de hidrodinámica, turbulencia, transporte de sedimentos y calidad de aguas, utilizando el método de volúmenes finitos para solucionar las ecuaciones correspondientes. Su interfaz amigable para el pre y pos procesamiento permite crear videos con resultados y visualizar variables en 3D, convirtiéndose en una herramienta docente didáctica, robusta, gratuita, relativamente fácil de usar, práctica y eficaz para modelaciones hidráulicas e hidrodinámicas. En este trabajo presentamos algunos ejemplos numéricos de simulación de flujo en lámina libre como complementos a las prácticas de docencia experimental que se dificultan en muchas instituciones por falta de recursos económicos y humanos, o por el excesivo tiempo de montaje y operación. Los resultados muestran el ahorro de un tiempo considerable frente a los laboriosos e inevitables cálculos iterativos de las numerosas ecuaciones; la versatilidad para introducir, corregir y visualizar datos es un gran avance al momento de tabular y presentar los resultados como si se tratara de una práctica real. Los tiempos de simulación también son muy razonables y están asociados al tipo de problema, método de cálculo, esquema numérico, resultados a obtener, aspectos que pueden modificarse fácilmente durante las sesiones de clase.

Referencias bibliográficas

  • E. Bladé, L. Cea, G. Corestein, E. Escolano, J. Puertas y C. A. Vázquez-Cendón M.E., «Iber: herramienta de simulación numérica del flujo en ríos» Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, vol. 30, nº 1, pp. 1-10, 2014.
  • L. Cea y M. E. Vázquez-Cendón, «Unstructured finite volume discretisation of bed friction and convective flux in solute transport models linked to the shallow water equations» Journal of Computational Physics, vol. 231, nº 8, pp. 3317-3339, 2012.
  • L. Cea, J. Puertas y M. E. Vázquez-Cendón, «Depth averaged modelling of turbulent shallow water flow with wet-dry fronts,» Archives of Computational Methods in Engineering, vol. 14, nº 3, pp. 303-341, 2007.
  • L. Cea Gómez, M. Bermúdez Pita y A. Brais Sobral, Cálculo de curvas de remanso y fenómenos locales con Iber, U. d. Coruña, Ed., Coruña, 2018, p. 89.
  • L. Cea y E. Bladé, «A simple and efficient unstructured finite volume scheme for solving the shallow water equations in overland flow applications» Water resources research, vol. 51, nº 7, pp. 5464-5486, 2015.
  • I. Fraga, L. Cea, J. Puertas, J. Suárez, V. Jiménez y A. Jácome, «Global sensitivity and GLUE-based uncertainty analysis of a 2D-1D dual urban drainage model» Journal of Hydrologic Engineering, vol. 21, nº 5, mayo 2016.
  • I. Fraga, L. Cea y J. Puertas, «Validation of a 1D-2D dual drainage model under unsteady part-full and surcharged sewer conditions» Urban Water Journal, vol. 14, nº 1, pp. 74-84, 2017.
  • O. García-Feal, J. González-Cao, M. Gómez-Gesteira, L. Cea, J. M. Domínguez y A. Formella, «An accelerated tool for flood modelling based on Iber» Water, vol. 10, nº 10, p. 1459, 2018.
  • G. Muñoz y C. Kenyo, «Comparación de los modelos hidráulicos unidimensional (HEC-RAS) y bidimensional (IBER) en el análisis de rotura en presas de materiales sueltos; y aplicación a la presa Palo Redondo» 2014.
  • J. C. Rincón Ortiz, M. D. G. Pérez, C. Freitez y F. Martínez, «Análisis comparativo entre los modelos HEC-RAS e IBER en la evaluación hidráulica de puentes» Gaceta Técnica, vol. 17, nº 1, pp. 9-28, 2017.
  • L. Cea, M. Bermúdez, J. Puertas, E. Bladé, G. Corestein, E. Escolano, A. Conde, B. Bockelmann-Evans y R. Ahmadian, «IberWQ: new simulation tool for 2D water quality modelling in rivers and shallow estuaries» Journal of Hydroinformatics, vol. 18, nº 5, pp. 816-830, 2016.
  • O. Garcia-Feal, L. Cea, J. D. J. M. Gonzalez-Cao y M. Gomez-Gesteira, «IberWQ: A GPU Accelerated tool for 2D water quality modeling in rivers and estuaries» Water, vol. 12, nº 2, p. 413, 2020.
  • I. Fraga, L. Cea y J. Puertas, «Effect of rainfall uncertainty on the performance of physically based rainfall–runoff models» Hydrological Processes, vol. 33, nº 1, pp. 160-173, 2019.