CÓDIGO LIVRE PARA SOLUÇÃO NUMÉRICA DAS EQUAÇÕES DE SAINT-VENANT EM CANAIS TRAPEZOIDAIS ASSIMÉTRICOS

Ondas de cheia em canais e ondas produzidas por manobras em comportas sao alguns fenomenos simulados com as equacoes de Saint-Venant em aplicacoes de engenharia. Um novo codigo foi desenvolvido para a solucao dessas equacoes aplicadas a um canal trapezoidal assimetrico, empregando o metodo de volumes finitos de Lax e Friedrichs. Foi adotada uma linguagem de programacao reconhecida por um software livre. Tres testes numericos foram realizados. O primeiro, correspondente a passagem de uma onda de cheia em um canal retangular, apresentou aderencia aos resultados obtidos com a solucao calculada atraves do metodo implicito de Preissmann, com desvio relativo maximo de 1,4% para a velocidade e de 0,81% para a altura de escoamento. O segundo teste resolveu o escoamento em um canal de fundo variado que induz a formacao de um ressalto hidraulico. As comparacoes dos presentes resultados com aqueles de simulacoes publicadas recentemente resultaram em um desvio maximo de 2,3% para as alturas de escoamento, a montante e a jusante do ressalto hidraulico. Para as posicoes medias do ressalto hidraulico, o desvio foi de 2,4%. Na terceira comparacao, simulou-se um ressalto hidraulico em um canal trapezoidal assimetrico de forte declividade, tendo sido encontrada uma solucao com desvios relativos menores que 1% para os escoamentos a montante e a jusante do ressalto, quando comparados aos resultados calculados com o metodo de MacCormack. A posicao media do ressalto nesta terceira comparacao apresentou um desvio de 5,5% em relacao aos resultados anteriores. Os desvios calculados indicam que o codigo desenvolvido e capaz de resolver escoamentos variaveis em canais com e sem a formacao de ressaltos hidraulicos. Este e um resultado de cunho pratico, pois mostra que codigos livres podem ser usados na pratica da hidraulica em geometrias nao-convencionais. OPEN SOURCE FOR NUMERICAL SOLUTION OF SAINT-VENAN EQUATIONS IN ASYMMETRIC TRAPEZOIDAL OPEN-CHANNELS Flood waves in channels, positive waves produced when operating floodgates, and the hydraulic jump are some phenomena simulated with the Saint-Venant equations in practical engineering applications. A new code was developed to solve these equations applied to an asymmetric trapezoidal channel using the Lax-Friedrichs finite volumes method. A programming language recognized by a free software was used. Three numerical tests were performed. The first, corresponding to the passage of a flood wave in a rectangular channel, showed adherence to results of the solution calculated using the Preissmann implicit method, presenting a maximum relative deviation of 1.4% for the speed and 0.81% for the flow height. The second test solved the flow in a channel with a variable bed that induces the formation of a hydraulic jump. Comparisons of the present results with those of recently published simulations produced a maximum deviation of 2.3% for the flow heights, upstream and downstream of the hydraulic jump. For the mean positions of the hydraulic jump the deviation was 2.4%. In the third comparison a hydraulic jump was simulated in an asymmetric trapezoidal channel with a strong slope, obtaining a solution with relative deviations less than 1% for flows upstream downstream of the jump, when compared to the results calculated with the MacCormack method. The average position of the jump in this third comparison showed a deviation of 5.5% in relation to the former results. The calculated deviations indicate that the developed code is capable of solving variable flows in channels with and without the formation of hydraulic jumps. This is a practical result, because it shows that open codes can be used in the practice of hydraulics in nonconventional geometries.