Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta tese tem por objetivo propor uma estratégia de obtenção automática de
parâmetros hidrodinâmicos e de transporte através da solução de problemas inversos.
A obtenção dos parâmetros de um modelo físico representa um dos principais
problemas em sua calibração, e isso se deve em grande parte à dificuldade na medição
em campo desses parâmetros. Em particular na modelagem de rios e estuários,
a altura da rugosidade e o coeficiente de difusão turbulenta representam dois
dos parâmetros com maior dificuldade de medição. Nesta tese é apresentada uma
técnica automatizada de estimação desses parâmetros através deum problema inverso
aplicado a um modelo do estuário do rio Macaé, localizado no norte do Rio de
Janeiro. Para este estudo foi utilizada a plataforma MOHID, desenvolvida na Universidade
Técnica de Lisboa, e que tem tido ampla aplicação na simulação de corpos
hídricos. Foi realizada uma análise de sensibilidade das respostas do modelo com
relação aos parâmetros de interesse. Verificou-se que a salinidade é uma variável
sensível a ambos parâmetros. O problema inverso foi então resolvido utilizando vários
métodos de otimização através do acoplamento da plataforma MOHID a códigos
de otimização implementados em Fortran. O acoplamento foi realizado de forma a
não alterar o código fonte do MOHID, possibilitando a utilização da ferramenta computacional
aqui desenvolvida em qualquer versão dessa plataforma, bem como a
sua alteração para o uso com outros simuladores. Os testes realizados confirmam a
eficiência da técnica e apontam as melhores abordagens para uma rápida e precisa
estimação dos parâmetros. / This thesis presents a strategy for automatically obtaining hydrodynamic and
transport parameters by means of the solution of inverse problems. Obtaining the
parameters of a physical model represents a major problem in its calibration, and this
is largely due to the difficulty associated to the field measurements of these parameters.
In particular by modeling rivers and estuaries, the roughness height and the turbulent
diffusion coefficient represent two of the most difficult parameters to measure
or estimate. Here, an automated technique for estimation of these parameters
through an inverse problem is applied to a model of the Macaé estuary, located in
northern Rio de Janeiro. For this investigation, hydrodynamic and transport models
were built in the MOHID platform, developed in the Technical University of Lisbon,
which has had wide application in simulation of water bodies. A sensitivity analysis
was performed regarding the model responses with respect to the parameters of interest.
It was verified that salinity is a sensitive variable for both parameters. The inverse
problem was then solved using various optimization methods by coupling the
MOHID platform to optimization codes implemented in Fortran. The coupling was
carried in a way to not change the MOHID source code, allowing the use of the computational
tool here developed in any version of this platform, as well as its modification
for use with other simulators. The tests confirm the efficiency of the technique
and suggest the best approaches for a fast and accurate estimation of the parameters.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:2458 |
| Date | 27 February 2012 |
| Creators | Edgar Barbosa Lima |
| Contributors | Antônio José da Silva Neto, Pedro Paulo Gomes Watts Rodrigues, Francisco Duarte Moura Neto, Jader Lugon Júnior, Augusto Cesar Noronha Rodrigues Galeão, Maria Inês Paes Ferreira |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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