Calibración y simulación de un sistema regulado de suministro de agua a través de técnicas de Monte Carlo
DOI:
https://doi.org/10.4995/ia.2015.3350Palabras clave:
Simulación Hidráulica, Flujo en Superficie Libre, Monte Carlo, Calibración, Ecuaciones de Aguas Poco ProfundasResumen
El flujo en canales se caracteriza por cubrir largas distancias y obedecer a patrones temporales variables. Suele estar regulado por elementos hidráulicos, como compuertas laterales, para asegurar un correcto abastecimiento de agua. La dinámica de este flujo viene gobernada por un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales llamado de aguas poco profundas. Junto a ellas es necesario establecer una formulación simplificada del funcionamiento de las compuertas. El conjunto forma un sistema no lineal que sólo se puede resolver numéricamente. Aquí se propone un esquema descentrado explícito de volúmenes finitos con el fin de resolver todo tipo de regímenes. La modelización de las estructuras hidráulicas (compuertas laterales) introduce parámetros con incertidumbre. Por ello, serán calibradas mediante el algoritmo de Monte Carlo, obteniendo como resultado unos coeficientes asociados a cada una de ellas. Posteriormente serán verificadas utilizando casos reales proporcionados por el equipo de monitorización del canal de Pina de Ebro (Zaragoza).
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Citas
Albertson, M. L., Dai, Y., Jensen, R. A., Rouse, H. (1950). Diffusion of submerged jets. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 115(1), 639-664.
Burguete, J., García-Navarro, P. (2004). Improving simple explicit methods for unsteady open channel and river flow. International Journal for Numerical Methods in Fluids 45, 125-156. doi:10.1002/fld.619
Burguete, J., Calibrator, https://github.com/jburguete/calibrator.
Ferro, V. (2000). Simultaneous flow over and under a gate. Journal of irrigation and drainage engineering, 126(3), 190-193. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2000)126:3(190)
García-Navarro, P., Brufau, P., Murillo, J., Zorraquino, C. (2003). Estudio hidráulico del riesgo de inundación en el meandro de Ranillas: Modelos de simulación numérica. Ingeniería del Agua, 10, 115-125. https://doi.org/10.4995/ia.2003.2578
Habibzadeh, A., Vatankhah, A. R., Rajaratnam, N. (2011). Role of energy loss on discharge characteristics of sluice gates. Journal of Hydraulic engineering, 137(9), 1079-1084. doi:10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000406
Henderson, F. M. (1996). Open channel flow. Macmillan. ISO 690 .
Lozano, D., Mateos, L., Merkley, G. P., Clemmens, A. J. (2009). Field calibration of submerged sluice gates in irrigation canals. Journal of irrigation and drainage engineering, 135(6), 763-772. doi:10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000085
Lacasta, A., Morales-Hernández, M., Brufau, P., García-Navarro, P. (2014). A simulation based tool for PID control in canals: application to the Pina de Ebro irrigation community. En Proc. Cong. On Industrial & Agricultural Canals, septiembre 2-5, Lleida, España.
Li, Y., Cantoni, M., Weyer, E. (2005). On water-level error propagation in controlled irrigation channels. En Proc. 44th IEEE Conf. on Decidion and Control, and the Europ. Control Conf., Diciembre 12-15, Sevilla, España.
Lin, C., Yen, J., Tsai, C. (2002). Influence of Sluice Gate Contraction Coefficient on Distinguishing Condition. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 128(4), 249-252. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2002)128:4(249)
Morales-Hernández, M., García-Navarro, P., Burguete, J., Brufau, P. (2013a). A conservative strategy to couple 1D and 2D models for shallow water flow simulation. Computers & Fluids, 81, 26-44. doi:10.1016/j.compfluid.2013.04.001
Morales-Hernández, M., Murillo, J., García-Navarro, P. (2013b). The formulation of internal boundary conditions in unsteady 2-D shallow water flows: application to flood regulation. Water Resources Research, 49(1), 471-487. doi:10.1002/wrcr.20062
Pongput K., Merkley G. P., (1997). Comparison and calibration of canal gate automation algorithms. Journal of irrigation and drainage engineering, 123(3), 222-225. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(1997)123:3(222)
Rajaratnam, N., Subramanya, K. (1967). Flow equation for the sluice gate. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 93(3), 167-186.
Shamir, U., Howard, C. D. D. (1968). Water Distribution Systems Analysis, En Proc ASCE, Vol. 94, No. HY1, 219-234
Skogerboe, G. V., Merkley, G. P. (1996). Irrigation maintenance and operations learning process. Water Resources Publication.
Swamee, P. K. (1992). Sluice-gate discharge equations. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 118(1), 56-60. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(1992)118:1(56)
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