| Abstract: | Correntes de densidade são escoamentos onde o movimento relativo inicia-se entre dois fluidos em função das diferenças entre as massas específicas devido a forcas gravitacionais. Quando as diferenças de massa específica são causadas por partículas em suspensão, elas são chamadas de correntes de turbidez. Elas podem ser responsáveis pela formação de leques aluviais, falésias e rochas porosas, que podem se tornar reservatórios de hidrocarbonetos. O objetivo principal deste estudo ´e identificar quais são os parâmetros utilizados na modelagem de correntes de densidade que definem a sua forma de propagação em correntes hiperpicnais numa configuração canal-bacia, com fluxo contínuo, em escoamentos conservativos e não-conservativos. Na condição de entrada do domínio, para aproximar as características naturais da forma do fundo dos rios, lagos ou cânions, ´e utilizado um perfil com geometria de ´área de seção transversal parabólicas comparando-se o efeito com entradas com ´área quadrada. Nesse estudo também foi considerado o efeito da inclinação no leito aplicando-se rotação sólida no domínio. As equações que regem o sistema são as equações de Navier-Stokes e de transporte escalar.a partir dessas modelagens matemáticas e utilizando o código Incompact3d, realizaram-se quatorze simulações numéricas utilizando metodologia ILES para determinar os critérios de malha, dissipação numérica e passo de tempo. Após, foram estudados e avaliadas cinco simulações para validação do código com experimentos de referencia. A partir desses achados, sete simulações foram realizadas para estudar os resultados da posição da frente, posição lateral, razão de aspecto, velocidade de propagação da corrente e a relação dos parâmetros adimensionais com a posição frente da corrente. Conclui-se que a inclinação do reservatório pode ser responsável por fazer a corrente atingir posições mais distais e apresentar um menor espalhamento lateral. A consequência de uma geometria de entrada com forma parabólica também é responsável pelo menor espalhamento lateral da corrente. Os resultados das simulações considerando partículas em suspensão mostram que essas são responsáveis pela mudança na forma de propagação da corrente.
Density currents are flows where the moviment between the fluids starts because of specific mass differences due to gravitational forces. When specific mass differences are caused by suspended particles, they are called turbidity currents. They can be responsible for the generation of alluvial fans, cliffs and porous rocks, which can become hydrocarbon reservoirs. The main objective of this study is to identify which parameters are used in the modeling of density currents that define their propagation form in hyperpycnal currents in a channel-basin configuration, with continuous flow, in conservative and non-conservative flows. The entrance condition of the domain, to approximate to natural characteristics of the river bottom, are used parabolic profiles comparing the effect with square entrance. In this study, the effect of tilting on the bed was also considered by applying solid rotation. The equations that govern the system are the Navier-Stokes and scalar transport equations. From these mathematical models and using the code Incompact3d, fourteen numerical simulations were performed using ILES methodology to determine the mesh, numerical dissipation and time step criteria.afterwards, six simulations were studied and evaluated for code validation with reference experiments, where they presented variations in relation to the front position between 0% and 14.22%. From these findings, seven simulations were proposed to study the results in the front position, lateral position, aspect ratio, current propagation velocity and the relationship of dimensionless parameters with the current front. It is concluded that the slope of the reservoir bottom may be responsible for making the current reach more distal positions and less lateral scattering. The consequence of a parabolic input geometry is also responsible for the lower current scattering. The results of the simulations considering suspended particles show that these are responsible for the change in the shape of the current, as well as the increase in the falling speed alters the shape of the deposit. |
