Modelación numérica 2D de crecidas extremas y zonas de inundación en coordenadas curvilíneas generalizadas

Abstract

Este trabajo presenta el desarrollo y validación de un modelo numérico que resuelve las ecuaciones de Saint-Venant en un sistema de coordenadas curvilíneas, con el objetivo de representar flujo en condición de aguas someras sobre batimetrías altamente variables. Las ecuaciones de Saint-Venant son resueltas con un esquema que incorpora en dos etapas los términos fuente asociados a fricción y a pendiente de fondo, extendiendo en la práctica el modelo SURF_WB desarrollado por Marche et al. (2007). Se ha probado que el esquema numérico tiene habilidad de captura de shocks, es capaz de lidiar con fuertes variaciones topográficas, de manejar convenientemente la interfaz seco-mojada y de preservar los estados estacionarios y reposo, tanto en discretizaciones cartesianas como curvilíneas. Adicionalmente, el modelo numérico ha sido utilizado para simular experiencias del tipo rompimiento de presa realizadas en el Laboratorio de Hidráulica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, obteniéndose buenas estimaciones de las amplitudes del frente de onda, de los tiempos de llegada y de las curvas de recesión. Los resultados obtenidos indican que el modelo desarrollado es una herramienta robusta y útil para representar inundaciones provocadas por crecidas extremas sobre batimetrías complejas.