MATHEMATICAL MODELING OF HYDRAULIC TRANSIENT APPLIED TO A ADDUCTOR IN THE WEST OF SANTA CATARINA
DOI:
https://doi.org/10.19123/REixo.v15.n2.03Keywords:
Computational – Analytical Study; Hydraulic Transient; Mathematical Modeling; Water Hammer.Abstract
he occurrence of perturbations in permanent flow inside penstocks induces shock waves due to pressure variations, a phenomenon known as a Hydraulic Transient. This condition generates internal stress in the fluid, which propagates to the pipe, affecting its operation and especially its safety. Additionally, the water hammer effect may occur, producing undesirable vibrations and noise. This study was conducted through a field investigation of an adductor in the West of Santa Catarina, aiming to mathematically model a transient flow caused by unexpected pump shutdowns, according
to ABNT Standard 12215-1 (2017). The methodology included an analytical study using the Method of Characteristics and a computational analysis performed with ANSYS Fluent R19.2®, enabling comparison between both approaches. The results indicated
discrepancies between analytical and computational outcomes at points with longer duct extensions, while convergence was observed in shorter sections. This finding demonstrates the validity of mathematical modeling while revealing its limitations in complex
systems. The study concludes that analytical modeling remains useful for preliminary assessments, whereas CFD provides higher accuracy for critical sections. Future research should evaluate the performance of protective devices, such as hydropneumatics tanks, to mitigate transient effects and improve operational reliability.
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