Modelización y simulación numérica de campos de viento mediante elementos finitos en 3-D

• Autores: Eduardo Rodríguez Barrera
• Directores de la Tesis: Gustavo Montero García (dir. tes.), Rafael Montenegro Armas (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( España ) en 2004
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Falcón Martel (presid.), José María Escobar Sánchez (secret.), Antonio Huerta Cerezuela (voc.), Juan Emilio González González (voc.), Luis Ferragut Canals (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dialnet
• Resumen

  • El estudio de los fenómenos que tienen lugar en la atmósfera terrestre presenta cada vez mayor interés. Una se las áreas más importantes en este aspecto es el estudio del viento. En este sentido, los modelos de viento de tipo masa consistente son herramientas especialmente interesantes porque son relativamente fáciles de usar, no requieren muchos datos de entrada e incorporan medidas de viento reales.

    En esta tesis se construye un modelo de viento numérico, de tipo masa consistente, que utiliza elementos finitos adaptativos en 3D. Para la aplicación del modelo, se proponen técnicas eficientes de mallado tridimensional de orografías complejas asícomo técnicas de suavizado y desenredo simultáneo de mallas de tetraedros. Se desarrolla también una técnica automática de estimación de los parámetros que gobiernan el modelo, basada en el uso de algoritmos genéticos.

    La aplicación del método de elementos finitos en este tipo de problemas implica la resolución de grandes sistemas de ecuaciones, que se caracterizan porque la matriz de los coeficientes es escasa. Para resolverlos, se implementan técnicas iterativas de resolución de sistemas de ecuaciones, así como precondiconadores que permiten mejorar la convergencia.

    Para mejorar la solución numérica de los problemas sin incrementar excesivamente el coste computacional, se desarrolla un método eficiente de refinamiento local adaptativo de mallas de tetraedros, basado en la subdivisión en 8-subtetraedros y se utiliza un indicador de error para localizar los elementos que deben ser refinados.

    Finalmente, con el fin de ilustrar el uso conjunto de todas las técnicas anteriores, se realiza una simulación numérica sobre la Isla de Gran Canaria.