Comparison of 1D and 3D reservoir heat transport models and temperature effects on mass transport

AUTOR(ES)
FONTE

RBRH

DATA DE PUBLICAÇÃO

01/07/2019

RESUMO

RESUMO Modelos 1D e 3D de transporte de calor são comparados em um reservatório dentrítico no Brasil. Os períodos de estratificação para ambos modelos foram estimados usando índices físicos e gradientes de temperatura. O modelo tridimensional reproduz a temperatura da coluna d'água com mais acurácia, no entanto, o cálculo de índices físicos (números de Wedderburn e do Lago) apresentaram resultados semelhantes para ambos modelos. Também foram investigados os efeitos de temperatura no transporte de massa, utilizando modelagem tridimensional. Os transportes advectivo e difusivo foram quantificados para um traçador lançado em um rio e em um braço do reservatório. Foi identificado que a temperatura aumenta o transporte advectivo, com um máximo de 40% de aumento no traçador lançado no rio, e 9% de aumento no transporte no traçador lançado no braço do reservatório. Em relação ao transporte dispersivo, no traçador lançado no rio, houve uma diminuição do transporte, devido aos efeitos de temperatura. No caso do traçador lançado no braço do reservatório, não foi possível definir um padrão.ABSTRACT One and three-dimensional heat transport models are compared in a dendritic reservoir in Brazil. We estimate the periods of temperature stratification for both models using physical indices and temperature gradients. The three-dimensional model reproduces more accurately the water column temperature profiles, however with focus on the physical indices (Wedderburn Number and Lake Number) similar results were obtained with both models. Secondly, we investigated the effects of temperature stratification on substance mass transport using the three-dimensional model. The advective and dispersive transport for a tracer released in a river and in a side arm of the reservoir were quantified. We identified that considering the effects of temperature stratification increased the horizontal advective transport - up to a maximum of 40% increase for the tracer released in the river, and 9% for the side arm. In relation to dispersive transport there was a decrease in transport due to temperature stratification, and no pattern was discernible for the side arm tracer modeling.

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