Dinâmica de fluidos computacional: análise dos efeitos da velocidade de corrente e de poluentes na população de macrófitas aquáticas no trecho urbano do rio São Francisco em Petrolina-PE

Resumo

Em 1950, surgiu uma nova guia no ramo dos estudos sobre fluidos: métodos computacionais para obter a solução do campo de velocidades da equação de Navier-Stokes. A dinâmica de fluidos computacional (DFC) é uma área que estuda métodos computacionais para simulação de fenômenos que envolvem fluidos em movimento com ou sem trocar de calor. Basicamente, o usuário de DFC está interessado em obter distribuições de velocidades, pressões e temperaturas na região do escoamento. Neste projeto pretendemos unificar dois trabalhos citados na revisão de literatura. Utilizaremos como base o modelo matemático utilizado por Rubianes Silva (2015) e demais técnicas de DFC a fim de estudar a evolução da concentração de poluentes e população de macrófitas aquáticas sobre a extensão do rio São Francisco. A região de estudo a ser investigada será o trecho urbano das cidades de Juazeiro-BA e Petrolina-PE, que tem sido investigada previamente. Com o objetivo de obtermos uma eficácia na condução desse projeto, os participantes realizarão um estudo inicial sobre tópicos centrais do trabalho: equações de Navier-Stokes e técnicas de soluções de equações diferenciais parciais para a construção do nosso modelo matemático. Alguns problemas clássicos e didáticos envolvendo simulação numérica das equações de Navier-Stokes.  O tratamento dos dados obtidos será realizado por meio de análises computacionais com o uso de Linguagem de Programação. Obtivemos simulações que denunciaram a variação da cadeia poluição-macrófita-predadores, as simulações em algoritmos usando como base as equações dos trabalhos de navier stokes e as equações que configuram a variação das biomassas de macrófitas, correlacionando os poluentes que vêm sendo consumidas pelas macrófitas. Obtivemos plotagens que demonstraram a taxa de variação de macrófitas variando em relação ao tempo, juntamente com a taxa de vazão dos poluentes e da presença dos peixes predadores. Entre diversos outros pontos, podemos constatar que o nível de poluição presente no rio são francisco próximo ao trecho da zona urbana, promove a maior incidência dessas espécies de macrófitas próximas a orla da cidade, que a variação da velocidade da correnteza do rio promove a maior dispersividade das mesmas ao longo do trajeto o rio, prejudicando ainda mais a cadeia do ecossistema presente no local com contaminação dos seres vivos no local com a poluição.