Análisis transiente usando un esquema multidireccional

John Andrew Twyman Quilodrán

Resumen


Se presenta un nuevo enfoque para la solución numérica del golpe de ariete mediante un esquema multidireccional (o Método Híbrido, MH) que combina las ventajas del Método de las Características (MC), de carácter explícito, con el Método de Preissman (MDFI), de carácter implícito. El MH resuelve el flujo transiente en una red de tuberías tramo a tramo, aplicando el MC en aquellos tramos con número de Courant igual o aproximadamente igual a 1, y el MDFI en los tramos con Courant menor que 1. Esto es posible debido a una ecuación de compatibilidad que permite desacoplar la red en sus nodos de borde manteniendo la continuidad de caudal y la presión en cada nodo. Esta cualidad ayuda a reducir el tamaño del sistema de ecuaciones del MDFI a una cantidad proporcional a la cantidad de subtramos que tenga cada tramo con Courant menor que 1. Se presentan las ecuaciones que definen al algoritmo junto con sus ventajas en relación al MC tradicional al resolver el flujo transiente en una red simple. Se verifica que el MH es tan rápido como el MC, aunque mucho más preciso y estable cuando Courant es menor que 1.


Palabras clave


esquema multidireccional; golpe de ariete; método de las características; método de diferencias finitas implícito; red de tuberías

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DOI: https://doi.org/10.1234/rci.v10i1.685

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