Benchmark of computational hydraulics models for open-channel flow with lateral cavities
Resumen: Computational models in hydro-environmental engineering are diverse in their background formulation and span from two-dimensional depth-averaged shallow water models, to complex fully three-dimensional turbulence models resolving large-eddy simulation with surface capturing techniques, and to Lagrangian particle-based methods. This paper presents a first-of-its-kind comparison of six different computational hydraulics fluid dynamics models, namely Iber+, HO-SWM, GBVC, OpenFOAM (RANS), Hydro3D (LES) and DualSPHysics (SPH), in the prediction of mean velocities and free-surface dynamics in two benchmarks involving open-channel flows with symmetric lateral cavities. Results show that shallow-water models capture relatively well the main large-scale coherent structures of the in-cavity flow, with wider shear layers compared to three-dimensional models, and higher velocities in the main channel. Three-dimensional RANS, LES and SPH yield improved predictions of mean velocities compared with experimental data. Computational cost has been quantified for all models with a logarithmic growth when increasing model complexity. The transverse standing wave is captured by most models, with the shallow-water ones matching the theoretical value, while the three-dimensional models overestimate it slightly.
Idioma: Inglés
DOI: 10.1080/00221686.2024.2401905
Año: 2024
Publicado en: JOURNAL OF HYDRAULIC RESEARCH 62, 5 (2024), 441-460
ISSN: 0022-1686

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/DGA/E02-23R
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/DGA-FEDER/T32-20R
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EC/HORIZON EUROPE/101039181 /EU/Dynamic river catchments in a Global Change context: assessing the present, preparing for the future/SEDAHEAD
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MCIN/AEI/10.13039/501100011033
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MICINN/JDC2022-048667-I
Tipo y forma: Artículo (Versión definitiva)
Área (Departamento): Área Mecánica de Fluidos (Dpto. Ciencia Tecnol.Mater.Fl.)

Creative Commons Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace. No puede utilizar el material para una finalidad comercial. Si remezcla, transforma o crea a partir del material, no puede difundir el material modificado.


Exportado de SIDERAL (2024-10-30-08:48:31)


Visitas y descargas

Este artículo se encuentra en las siguientes colecciones:
Artículos



 Registro creado el 2024-10-30, última modificación el 2024-10-30


Versión publicada:
 PDF
Valore este documento:

Rate this document:
1
2
3
 
(Sin ninguna reseña)