2015 no. 1 vol. 19 contenidos 1 corrección …
TRANSCRIPT
Vol.19 No.1 2015
Rev
ista
ING
ENIE
RÍA
del
AG
UA
| V
OL.
19 |
No.
1 |
20
15
CONTENIDOS
1 Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPHLópez Gómez, D., Cuellar Moro, V. y Rubén Díaz Martínez.
17 Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad usando Algoritmos GenéticosFuentes-Mariles, O.A., Arganis-Juárez, M.L., Domínguez-Mora, R., Fuentes-Mariles, G.E. y Rodríguez-Vázquez, K.
31 Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la desembocadura del río Nalón (Asturias, España) mediante simulación de flujo unidimensionalFernández-Suárez, D., Álvarez-Álvarez, E., Gutiérrez-Trashorras, A.J., Fernández-Francos, J.
43 Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personasdel Estal Malillos, J.
Vol. 19 | No. 1 | 2015
Revista
Revista Ingeniería del Agua | Vol. 19 | No. 1 | 2015
Director Javier González Pérez
Universidad de Castilla – La Mancha, Spain
Jerónimo Puertas Agudo
Universidade da Coruña, Spain
Subdirectora de Indexación Inmaculada Pulido Calvo
Universidad de Huelva, Spain
Subdirector de Producción Ignacio Andrés Doménech
Universitat Politècnica de València, Spain
Presidente del Comité Asesor Editorial Juan B Valdés
Universidad de Arizona, United States
Consejo de GobiernoEnrique Cabrera Marcet
Universitat Politècnica de València Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua
José Dolz Ripollés Universitat Politècnica de Catalunya Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua
José Roldán Cañas Universidad de Córdoba Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua
Michael Dunn IWA Publishing
Enrique Cabrera Rochera Universitat Politècnica de València IWA Publishing
María Remedios Pérez García Universitat Politècnica de València
Javier González Pérez Universidad de Castilla-La Mancha
Editores AsociadosLuis Balairón Pérez
Ernest Bladé Castellet Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Luis Garrote de Marcos Universidad Politécnica de Madrid, Spain
Oscar Castro Orgaz Universidad de Córdoba, Spain
Manuel Gómez Valentín Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
David López Gómez
Jorge Matos Universidade Técnica de Lisboa, Portugal
Josep Ramon Medina Universitat Politècnica de València, Spain
Leonor Rodríguez Sinobas Universidad Politécnica de Madrid, Spain
Jorge Luis Parrondo Gayo Universidad de Oviedo, Spain
Antonio Pulido Bosch Universidad de Almería, Spain
Manuel Pulido Velázquez Universitat Politècnica de València, Spain
Luis Teixeira Universidad de la República, Uruguay
Editado por Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua (FFIA). Area de Ingenieria Hidraulica.
International Water Association (IWA). Alliance House.
Editorial Universidad Politècnica de València.
EISSN | 1886-4996 ISSN | 1134-2196
Contacto Ignacio Andrés Doménech
Suscripciones (versión impresa) Editorial Universitat Politècnica de València
Volumen (4 números al año): 50 € Número: 15 €
Acceso libre (versión electrónica)
Maquetación Enrique Mateo | Triskelion, diseño editorial
Esta revista se publica bajo una licencia de Creative Commons
Universitat Politècnica de València IWA Publishing Fundación para el Fomento de la Ingeniería del Agua
Revista
Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
CONTENIDOS
1 Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPHLópez Gómez, D., Cuellar Moro, V. y Rubén Díaz Martínez.
17 Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad usando Algoritmos GenéticosFuentes-Mariles, O.A., Arganis-Juárez, M.L., Domínguez-Mora, R., Fuentes-Mariles, G.E. y Rodríguez-Vázquez, K.
31 Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la desembocadura del río Nalón (Asturias, España)
Fernández-Suárez, D., Álvarez-Álvarez, E., Gutiérrez-Trashorras, A.J., Fernández-Francos, J.
43 Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personasdel Estal Malillos, J.
iii
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 1Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH
Thermodynamic correction of numerical diffusion in WCSPH method
López Gómez, D.a1, Cuellar Moro, V.b y Rubén Díaz Martíneza2
a CEDEX, Pº Bajo de Virgen del Puerto nº3, 28005-Madrid (España). E-mail: a1 [email protected], a2 [email protected] WaveCrafters, C/ Altamirano, 42. 28008-Madrid (España). E-mail: b [email protected]
Recibido: 25/06/2014 Aceptado: 23/11/2014 Publicado: 28/1/2015
RESUMEN
transitorios en régimen variable se ha observado que se produce una difusión numérica que aumenta la entropía del sistema
bien documentado con el que se ha podido comprobar este efecto. Para obtener una correcta simulación numérica es necesario
embargo, aun cuidando estos aspectos se produce una excesiva disipación de energía en la propagación de ondas. En este artículo se analizan las causas de esta difusión y se propone un método para corregirla.
Palabras clave | SPH; Dam Break; Difusión Numérica; Turbulencia.
ABSTRACT
Key words
doi:10.4995/ia.2015.3140 EISSN: 1886-4996 ISSN: 1134-2196
2 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
INTRODUCCIÓN
hidrodinámicos de estructuras hidráulicas. CEDEX ha desarrollado un software propio, SPHERIMENTAL, que resuelve las
EL MÉTODO WCSPH
a” por interpolación, mediante una función de denominada kernel, que
“b”a”.
(WCSPH):
abaab
bb
a Wmdtd
∇=∑ vρ
∑ ∇⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Π++−=
babaab
b
b
a
ab
a Wpp
mdtd
22
vρρ (2)
ab a. v denota velocidad,
p, presión y , densidad. W es el valor de la función de interpolación y aW ab de la ecuación de
⎪⎩
⎪⎨⎧
>⋅
<⋅+−
=Π0;0
0;2
abab
abab
rv
rvab
ababab
ab
cρ
μβμα
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 3Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Siendo c la velocidad del sonido y el parámetro tiene el valor:
22 ημ
+⋅
=ab
ababab r
rhv (4)
El valor de rab
de 22 01.0 h≈η
ab
vor.
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= 1
0
20
γ
ρρ
γρ as
acp
Donde cs es la velocidad del sonido en el medio y 0
200
21
)(ab
ab
p
ab
p
ababa r
rrr
rrdof
r
⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜
⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=r
Donde f do es una cte. elástica, r , p2
EL MODELO SPHERIMENTAL
menores.
4 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Tabla 1 | Comparación de la aceleración en tiempo de computación para la ordenación espacial de partículas. Atomics vs. RADIX SORT.
Aceleración arquitectura Maxwell
er orden tipo TDV. Se ha implementado la corrección XSPH
sscv cc
hdtα6.0+
=
if dv
hdt min=(8)
( )fcv dtdtdt 3.0,5.1min=
Figura 1 | Vista 3D de un test de rotura de presa.
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 5Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
SIMULACIONES NUMÉRICAS CON EL MÉTODO TRADICIONAL WCSPH
0
t(s) SPH h=0.020 m0.0
4.0
Figura 2 | Comparación modelo físico H30 y simulación numérica SPH básica con partículas de 0.005 m y 0.010 m.
6 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
t(s) SPH h=0.020 m
0.0
2.0
Figura 3 |
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 7Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Tabla 2 | Características de las simulaciones numéricas SPH.
H30 H60
0.02 0.02
208800
)
Tiempo de cálculo (s)
8 8 8 8
Durante los primeros instantes de las simulaciones numéricas el frente de onda está acompasado con el ensayo en modelo
MODELO DE TURBULENCIA vor
vor
Figura 4 |
8 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
que los cuatro ensayos proporcionan valores similares, en especial en la comparación de los valores máximos.
Figura 5 | Evolución del campo de vorticidad x h. Experimento H30.
vor haciéndolo depender del producto de la
Vortmin=0.02 h
Vortmax h
min
Si (Vorticidad (i) < Vortmin) i
Si (Vortmax > Vorticidad (i) > Vortmin) i= 3h(Vorticidad(i)–Vortmin
Si (Vorticidad (i) > Vortmax) i= hVortmax
En el experimento de rotura de presa es en el primer impacto donde se producen los procesos de disipación viscosa de mayor
vor
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 9Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 6.a Experimento físico vor
Figura 6 |
vor
CORRECCIÓN TERMODINÁMICA DEL MÉTODO WCSPH
PdVduTdS +=
du dVexpresado en cantidades por unidad de masa.
v22rdivP
dtdPPdVdu
ρρ
ρ−=−=−=
abaabb
ba
aa WmPdtdu
∇= ∑ v2ρ
ρdtduCv ucorr=Δ
10 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
SIMULACIONES NUMÉRICAS CON LA CORRECCIÓN
corr
t(s) SPH h=0.020.0
4.0
Figura 7 | Comparación modelo físico H30 y simulación numérica SPH con la Corrección Ucorr y partículas de 0.005 y 0.020 m.
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 11Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
ts) SPH h=0.020
0.0
2.0
Figura 8 | Comparación modelo físico H60 y simulación numérica SPH con la Corrección Ucorr y partículas de 0.005 m y 0.020 m.
12 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Tabla 3 | Características de las simulaciones numéricas SPH con la corrección.
H30 H60
0.02 0.02
208800
)
Tiempo de cálculo (s)
Coef. Ucorr 4.8
RESULTADOS
Figura 9a
Figura 9b
Figura 9c Figura 9d
Figura 9 | Evolución de la energía cinética y potencial del sistema en los ensayos H30 y H60 con los diferentes tamaños de partícula.
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 13Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Coef.Ucorr
Figura 10 | Evolución de la energía cinética y potencial del sistema introducida con la corrección entre los ensayos H30 y H60 para los diferentes tamaños de partícula.
Tabla 4 | Análisis energético de las simulaciones.
H30 H600.02 0.02
Coef.Ucorr 4.8
Coef.Ucorr Coef.Ucorr 2.4
14 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 11.a Figura 11.b
Figura 11 | Análisis Energético. (11.a) Incremento de energía introducido por la corrección en función de la energía potencial inicial y el tamaño de
DISCUSIÓN
Coef.Ucorr
López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH 15Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
CONCLUSIONES
vor que hace depender la disipación viscosa del campo de vorticidad.
vor para hacerlo depender del producto vorticidad por
AGRADECIMIENTOS
REFERENCIAS
Proceedings del XXIV Congreso Latinoamericano de Hidráulica
Crespo, A. (2008). Development of the Smoothed Particle Hydrodynamics model SPHysics
Plos One, 6
Proceedings of 32nd Congress of IAHR.
Journal of Waterway, Port, Coastal Ocean Engineering , 130
Journal of Hydraulic Research
Revista de ingeniería civil
,
16 López-Gómez et al. | Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPH Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Proceedings 32nd Congress of IAHR, the International Association of Hydraulic Engineering & Reseach
Journal of Hydraulic Research
collapse in waterworks. Journal of Hydraulic Research
Journal of Fluids and Structures, arXiv:1308.0115v1.
Proceedings of 4th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures
Proceedings de las III Jornadas de Ingenier Barcelona, Spain. .
Proceedings of 33rd Congress of IAHR. Water Engineering for a Sustainable Environment The International
the Villar del Rey dam, Spain. Proceedings of 33rd Congress of IAHR. Water Engineering for a Sustainable Environment The International
Journal of Hydraulic Research, 48, Extra Issue
Annual review of astronomy and astrophysics
Journal of Computational Physics
Reports on Progress in Physics
International Journal of Mechanical Sciences, 79
Ocean Engineering, 33
International Journal for Numerical Methods in Fluids, 53
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 17Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad usando Algoritmos Genéticos
Maximization of the Likelihood Function of Probability Distributions using Genetic Algorithms
Fuentes-Mariles, O. A.a1, Arganis-Juárez, M. L.a2, Domínguez-Mora, R.a3, Fuentes-Mariles, G. E. a4, Rodríguez-Vázquez, K. b
a E-mail: a1 [email protected], a2 [email protected], a3 [email protected], a4 [email protected]
b Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicada y en Sistemas. E-mail: b [email protected]
Recibido: 31/07/2014 Aceptado: 10/12/2014 Publicado: 29/01/2014
RESUMEN
Tradicionalmente, para obtener los parámetros de una función de distribución con el método de máxima verosimilitud se acostumbra igualar a cero la derivada del logaritmo de la función de verosimilitud y resolver el sistema de ecuaciones no lineales que resulta. La
puede llevar a obtener un valor muy alejado del máximo Por ese motivo, en este documento se presenta el uso de un algoritmo genético que permite encontrar los parámetros de la función de distribución (con lo que se maximiza directamente la función de verosimilitud, o su logaritmo, sin recurrir a la derivada de los logaritmos de dicha función). Se halló buena concordancia de los resultados respecto a los obtenidos usando un software de uso frecuente en México, para el caso las funciones Gumbel y Gumbel de dos poblaciones.
Palabras clave | Algoritmo genético; máxima verosimilitud; Función Gumbel; Gumbel de dos poblaciones; optimización.
ABSTRACT
Key words
doi:10.4995/ia.2015.3225 EISSN: 1886-4996 ISSN: 1134-2196
18 Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
INTRODUCCIÓN
et al.
et alet al., et al.,
Antecedentes
et al. et al.et al.
et al.,
et al.,
et al.,
MATERIAL Y MÉTODOS
Método de máxima verosimilitud
x donde xi, es proporcional a p(xi , y la
n valores independientes x1, x2,… xn es proporcional al producto:
; , , ,L p xii
n
1fa b=
=^ h%
El método de máxima verosimilitud consiste en estimar los parámetros tales que L sea máxima.
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 19Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
L:
; , , , ; , , , ; , , ,log log log logL p x p x p xni 2f f fa b a b a b= + +^ ^ ^h h h (2)
log
loge L
e L1
2
22
22a
b
=
=
En ocasiones, este procedimiento puede conducir a valores de la función de verosimilitud Let al.,
Algoritmos determinísticos. Programa AX
Algoritmos genéticos
2.
).
) de cada individuo.
20 Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
) de cada
Figura 1 | Programa AX.
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 21Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Matlab toolboxsga.m y las funciones de los operadores asociadas al
Función de densidad de probabilidad de la Distribución Gumbel
General de Valores Extremos (GEV): expF x k1kx 1
= - + m
f --^ ^h h9 C% /, donde , y k
Cuando k=0
exp expF x x f m= - - -^ ^h h6 @" ,O
; , exp expF x xa b a b- -=^ ^h h6 @" ,Con y y son los parámetros de la función
; , exp expf x a b x xa ba a b- -= - - -^ ^h h6 6@ @" , (4)
donde y son los parámetros de forma y escala de la función, respectivamente.
Distribución Gumbel de dos poblaciones
en la época de invierno o por la incidencia directa de huracanes en la cuenca. Para modelar este fenómeno se desarrolló la función de
et al. et al. et al.et al.
f x pf p f11 2= + -^ ^h h
22 Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
donde: ;f dxdf f dx
df1
12
2= = ; , exp expF x x1 1 1 1 1a b a b= - - -^ ^h h6 @" , y ; , exp expF x x2 22 2 2a b a b= - - -^ ^h h6 @" ,1 y 1
F2
2 y 2 y f2 son las funciones F1 y F2 p es un parámetro que indica la proporción de datos que corresponden a
0 < p< 1), por lo que corresponde a la proporción de los datos de la
APLICACIÓN
Funciones consideradas en el algoritmo genético y en el método determinístico
Distribución Gumbel
continuación:
e x e x e1i
i
nx x
i
n
11 1
i i
a= - -a a
=
- -
=c mWX X/ /
lneen1
xin21
ba
= - a-=
; EW W /donde n x e1 y e2 son funciones que representan el error que
L.
minFO eAG jj
np
12
1=
=f p/ (8)
donde np
FO2AG= Máx [ln(L
FO3AG= Máx (L
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 23Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Función Gumbel de dos poblaciones
p=0.8
militud L
Datos de entrada
Año Qm3/s Año Qm3/s1962 1201 1983 13361963 2632 1984 92381964 1888 1985 12271965 921 1986 15791966 659 1987 13531967 11653 1988 21331968 767 1989 25851969 2150 1990 14451970 2510 1991 18851971 1034 1992 15071972 1591 1993 31491973 7333 1994 6621974 7521 1995 10791975 1998 1996 30011976 5419 1997 39251977 1532 1998 17101978 1460 1999 15111979 2140 2000 21101980 1760 2001 8591981 4447 2002 38191982 1324
Figura 2 | Gastos máximos anuales. Estación hidrométrica La Parota, Gro. México.
La Parota, Gro.
N
Río Papagayo
Figura 3 | Gastos Cuenca del río Papagayo, Gro. México.
24 Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Uso del programa AX y del AG
y en el operador selección el método estocástico universal (Baker,
RESULTADOS
Función Gumbel
momentos.
y , los valores de e1 y e2
LEEA x x np 1i ii
n1
2= - -= ^ ^h hV/ xi dato medido, xiV valor calculado, np
Tabla 1 | Resultados de la aplicación del algoritmo determinístico AX y el algoritmo genético (AG).Función Gumbel.
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
Método e1 e2 e e12
22+ L EEA
AX 0.0008
AG Ec. 8 a) 0
Notas: a) Se utilizó un intervalo de búsqueda amplio, b) Se disminuyó el intervalo de búsqueda de los parámetros, al considerar los resultados pre-vios del AX, c) y d) Se utilizó un intervalo de búsqueda amplio.
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 25Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
-2 -1 0 1 2 3 4
Q (m
3 /s)
-Ln (Ln(T/(T-1)))
Medidos AX AG Ec. 8 a) AG Ec. 8 b) AG Ec. 9 c) AG Ec.10 d)
Tr=2 años Tr=5 años Tr=10 años Tr=30 años Tr=40 añosTr=20 años
Figura 4 | Comparación entre valores históricos y calculados. Función Gumbel.
Función Gumbel de dos poblaciones
L
Tabla 2 | Resultados de la aplicación del algoritmo determinístico AX y el algoritmo genético (AG). Función Gumbel de dos poblaciones.
Método 1 1 2 2 p EEA L
AX 0.82
Notas: a) Se usó un intervalo de búsqueda amplio, b) Se disminuyó el intervalo de búsqueda para todos los parámetros, respecto al caso a).
26 Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
-2 -1 0 1 2 3 4
Q (m
3 /s)
-Ln(Ln(T/(T-1))
Medidos AX AG Ec. 10 a) AG Ec. 10 b)
Tr=2 años Tr=5 años Tr=10 años Tr=30 años Tr=40 añosTr=20 años
Figura 5 | Comparación entre valores históricos y calculados. Función Gumbel de dos poblaciones.
DISCUSIÓN
parámetros y L
2. L similar
LL
L
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 27Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Por otro lado, al comparar los valores que toma la función de verosimilitud LL
L L
CONCLUSIONES
destinadas al control de las crecientes.
28 Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
AGRADECIMIENTOS
REFERENCIAS
Estudio Integral de la Cuenca Alta del Río Grjialva. Actualización de Avenidas de Diseño. Para CFE. Informe Final.
in Proceedings of the First International Conference
system. Asce 8th Annual International Symposium On Water Distribution System Analysis,
Estudio de diferentes aspectos sobre el funcionamiento de la obra de excedencias del Proyecto Hidroeléctrico, la Angostura, Chiapas y actualización de la hidrología para el sistema de presas del Río Grijalva. “Estudio Hidrológico de la Cuenca alta del Río Grijalva”. Para CFE.
XXI Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Sao Paulo, Brasil.
Determinación de Avenidas de Diseño y Ajuste de los Parámetros del Modelo de Optimización de las Políticas de Operación del Sistema de Presas del Río Grijalva. Para CFE. Informe Final.
Técnicas Estadísticas en HidrologíaNacional Autónoma de México.
4a. Conferencia Iberoamericana en Sistemas Cibernética e Informática
XXII Congreso Latinoamericano De Hidráulica
Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning
Contribución al análisis de frecuencias de valores extremos de los gastos máximos en un río. Serie
Statistics of Extremes
Physics Letters A
Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
Fuentes-Mariles | Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad […] 29Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
. Water Resources Management
Programa AxMéxico.
Frequency And Risk Analyses In Hidrology. Littletown, Colorado.USA.
Proceedings of the ESF LESC Exploratory Workshop held at Bologna
Lecture Notes In Computer Sciences
Memorias Del XX Congreso Latinoamericano De Hidráulica
Journal of Mathematical Psychology,
, Water Resources Management,
,
Flood Frequency Analysis
Water Resources Research
Journal Of The American Statistical Association
The Mathworks Matlab Reference Guide.
Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] 31Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la
unidimensional
Assessment of tidal stream energy potential in the mouth of the Nalón river (Asturias, Spain)
Fernández-Suárez, D.a, Álvarez-Álvarez, E.b1, Gutiérrez-Trashorras, A.J.c, Fernández-Francos, J.b2
a Departamento de Energía, Campus Universitario de Viesques, Carretera de Villaviciosa s/n, 33204-Gijón, Asturias (España). b Área de Ingeniería Hidráulica, Departamento de Energía, Escuela Politécnica de Mieres. Universidad de Oviedo C/ Gonzalo Gutiérrez Quirós s/n. 33600-Mieres, Asturias (España). E-mail: b1 [email protected], b2 [email protected]
c Área de Máquinas y Motores Térmicos, Departamento de Energía, Campus Universitario de Viesques, Carretera de Villaviciosa s/n, 33204-Gijón, Asturias (España). E-mail: [email protected]
Recibido: 10/09/2014 Aceptado: 12/03/2014 Publicado: 28/01/2014
RESUMEN
Las energías marinas disponen de un importante potencial aún por desarrollar. Las elevadas inversiones requeridas, los altos costes de funcionamiento y el elevado impacto ambiental han sido las barreras que han impedido su desarrollo. En este trabajo se realiza una evaluación del potencial energético que es posible aprovechar en la desembocadura del río Nalón utilizando para ello instalaciones de microgeneración. Este tipo de instalaciones pueden ser viables en localizaciones cercanas a la costa al minimizar la inversión necesaria y el coste de operación mantenimiento así como el impacto ambiental. Para ello, se ha trabajado
zona con un potencial energético viable de utilizar desde un punto de vista técnico.
Palabras clave
ABSTRACT
Key words
doi:10.4995/ia.2015.3260 EISSN: 1886-4996 ISSN: 1134-2196
32 Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
INTRODUCCIÓN
et al
et al
et al
et al
et al
prestaciones computacionales.
MATERIAL Y MÉTODOS
Descripción del modelo hidráulico
Hydrologic Engineering Center – River Analysis System
y no permanente.
Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] 33Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
y v yt y xv
x 0222
22
2 + =+
S S yxv
x gv
g tv1
f 0 22
22
22= - + + (2)
Siendo,
v
y
x,
S0, pendiente del cauce.
Sf
g 2).
et al
Desarrollo del modelo hidráulico
Figura 1 | Desembocadura del río del Nalón.
34 Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 2 | Esquema de desarrollo del modelo.
TIN.
Figura 3 | Sección transversal HEC-RAS
Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] 35Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 4 | Modelo 3D HEC-RAS.
Metodología de pruebas
teniendo sólo en cuenta la intervención de la marea.
36 Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 5 | Esquema toma de datos mareógrafo REDMAR Gijón2.
Figura 6 | Amplitudes de marea en la desembocadura del río Nalón.
Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] 37Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-20
-15
-10
-5
0
5
Nalon
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 03JAN2013 1900
WS 03JAN2013 1900
Crit 03JAN2013 1900
Ground
Nalon Tramo
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000-20
-15
-10
-5
0
5
Nalon
Main Channel Distance (m)
Ele
vatio
n (m
)
Legend
EG 03JAN2013 1300
WS 03JAN2013 1300
Crit 03JAN2013 1300
Ground
Nalon Tramo
Figura 7 | Diferencias de lámina libre según altura de marea (capturas de pantalla de HEC-RAS).
Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Agos Sept Oct Nov DicCaudal medio (m
Tabla 1 | Caudales medios mensuales del río Nalón (estación de aforo 1346 de Grado).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Velocidades máximas
38 Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 8 | Localización de la sección 4272. Figura 9 | Valores máximos de velocidad (meses de Junio a Octubre).
Figura 10 | Localización de la sección 3748. Figura 11 | Valores máximos de velocidad (meses de Enero a Mayo y de Noviembre a Diciembre).
Distribución de velocidades
Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] 39Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 12 | Evolución anual de la velocidad en la sección 3748.
Figura 13 | Distribución temporal de las velocidades en la sección 3748.
Potencia aprovechable mediante microgeneración
2 de sección de
=Cp (t)
Siendo,
Cp
velocidad de rotación.
40 Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
A 2). En este caso se ha tomado el valor A 2.
et al
Cp
Vmin
Figura 14 | Turbina Gorlov.
Figura 15 | Evolución anual de la potencia en la sección 4272. Figura 16 | Evolución anual de la potencia en la sección 3748.
Energía aprovechable mediante microgeneración
Para ello al tratarse de potencias medias horarias se calculan (para cada sección) como:
E P tt
t h
1
8769=
=
= ^ h/ (4)
Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] 41Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Siendo E
Figura 17 | Valores anuales de energía.
Figura 18 | Localización de la máxima energía por m2 de sección.
CONCLUSIONES
2
2
instalación y puesta en servicio.
42 Fernández-Suárez | Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la […] Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
REFERENCIAS
Modelación numérica en ríos en régimen permanente . Edicions UPC: Barcelona.
Spain). Renewable Energy
Ocean energy systems. Renewable Energy Sources for Fuels and Electricity. In: T.B.
Journal of Energy Resources Technology
Journal of Environmental Management
Key World Energy Statistics 2012
AIP Conference Proceedings
Applied Energy
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 43Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas
Segarra-Garrigues Canal: Transformation of a territory, transformation of people
del Estal Malillos, J.
Ingeniero de caminos, Paseo de Gracia, 8-10, 1º-2ª A, 08007-Barcelona (España). E-mail: [email protected]
Recibido: 13/11/2014 Aceptado: 07/01/2015 Publicado: 28/01/2015
RESUMEN
3 de agua consumida, municipios
otra, por el cambio que supone la llegada del agua de riego. A través de exponer una serie de experiencias personales pretendo aportar datos que ayuden a quien desee analizar el nuevo regadío del Segarra-Garrigues desde una perspectiva menos técnica o económica y más social o antropológica. El cambio que perciben las personas del territorio es muy importante en muchos aspectos.
que proporcionan una óptica y una interpretación diferente de la que utilizamos habitualmente los ingenieros.
Palabras clave | regadío; agricultura; transformación territorio; paisaje; población.
ABSTRACT
Key words
doi:10.4995/ia.2015.3385 EISSN: 1886-4996 ISSN: 1134-2196
44 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
INTRODUCCIÓN
SISTEMA SEGARRA-GARRIGUES
Figura 1 | Esquema Canal Segarra-Garrigues.
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 45Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Canal Segarra-Garrigues
. La presa
once unidades diferentes.
Figura 2 | Dotaciones de riego Segarra-Garrigues.
46 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
cimientos.
Red de distribución del Sistema de riego del Segarra-Garrigues
Figura 3 | Esquema sector 12.
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 47Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
2.
s .
Figura 4 | Esquema sector 9.1.
48 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
OBJETIVOS DEL REGADÍO DEL SEGARRA-GARRIGUES
Subdirecció General d’Infraestructures Rurals de la Generalitat de Catalunya, si se compara el
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 49Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
2
¿TRANSFORMACIÓN DEL PAISAJE, TRANSFORMACIÓN DEL TERRITORIO?
territorio e incluso con la expresión paisaje
territorio
determinada actuación, la percepción visualforma importante la situación o el equilibrio de un ecosistema
tejido productivoOtra visión totalmente diferente es la óptica espacial, un profesional dedicado a la ordenación del territorio puede interpretar
que permiten las redes de comunicación y conexión de un
la población
territorio territorio, en la mayor
50 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
afecciones sobre las personasla visión espacial y, por supuesto, las perspectivas sociales y económicas afectan en primera persona a los diferentes individuos que viven o interaccionan con el territorio.
territoriolas consecuencias de transformar un territorio
Únicamente se intenta transmitir un conocimiento y una visión personal de aspectos muy concretos y puntuales, y exponer una
afectados o de
como cámaras de comercio y asociaciones empresariales.
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 51Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
actuación en este sentido.
Declaración de Impacto
TRANSFORMACIÓN DE LAS PERSONAS
52 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Como tales, dichas anécdotas
LA HUELLA DEL CANAL EN EL PAISAJE
internáutico
Figura 5 | Vista del canal.
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 53Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
no hay más que entrar en Google Earth
que supone el canal por importante que aquel pudiera ser.
gran muralla china
Figura 6 | TM de Verdú año 2008.
54 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 7 | TM de Verdú año 2014.
Figura 8 | Vista satélite
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 55Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
Figura 9 | Vista satélite.
56 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
REGADÍO: LA OTRA CARA DE LA MONEDA
Figura 10 | Construcciones Canal de Urgell zona de regadío.
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 57Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
riego presurizado
Figura 11 | Construcciones en la Segarra zona de secano.
58 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 59Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
REGAR CAMBIA LA VIDA DE LAS PERSONAS
Amb el reg s’ha d’anar cada dia al tros
60 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
OTRO PAISAJE PERSONAL
zoom
familiar de muchas personas.
Figura 12 | Caminos municipio de Alfés año 2007 (rojo) y año 2014 (verde).
del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas 61Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
estructura de la propiedad.
Figura 13 | Caminos Verdú año 2007 (rojo) y año 2014 (verde).
62 del Estal | Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personas Ingeniería del Agua | 19.1 | 2015
2015, IWA Publishing, Editorial UPV, FFIA
EPÍLOGO
AGRADECIMIENTOS
REFERENCIAS
. Tesis Doctoral,
.
El tresor dels Canals d’Urgell.
Vol.19 No.1 2015
Rev
ista
ING
ENIE
RÍA
del
AG
UA
| V
OL.
19 |
No.
1 |
20
15
CONTENIDOS
1 Corrección termodinámica de la difusión numérica del método WCSPHLópez Gómez, D., Cuellar Moro, V. y Rubén Díaz Martínez.
17 Maximización de la función de Verosimilitud de Distribuciones de Probabilidad usando Algoritmos GenéticosFuentes-Mariles, O.A., Arganis-Juárez, M.L., Domínguez-Mora, R., Fuentes-Mariles, G.E. y Rodríguez-Vázquez, K.
31 Evaluación del potencial energético de las corrientes de marea en la desembocadura del río Nalón (Asturias, España) mediante simulación de flujo unidimensionalFernández-Suárez, D., Álvarez-Álvarez, E., Gutiérrez-Trashorras, A.J., Fernández-Francos, J.
43 Canal Segarra-Garrigues: Transformación de un territorio, transformación de las personasdel Estal Malillos, J.
Vol. 19 | No. 1 | 2015
Revista