División de Discretización y Aplicaciones División de Álgebra Numérica Avanzada Simulación y Predicción de Campos de Viento en 3-D R. Montenegro*, G. Montero,

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1 División de Discretización y Aplicaciones División de Álgebra Numérica Avanzada Simulación y Predicción de Campos de Viento en 3-D R. Montenegro*, G. Montero, J.M. Escobar, E. Rodríguez, J.M. González-Yuste, J.M. Cascón, E. Rodríguez-Jiménez Instituto Universitario de Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería Parque Científico y Tecnológico, Las Palmas de Gran Canaria http://www.dca.iusiani.ulpgc.es/proyecto0507 Proyectos MEC y FEDER: CGL2004-06171-C03 y CGL2007-65680-C03

2 Modelización y Simulación de Campos de Viento en 3-D Entidades interesadas: DESA, ITC y INM Generación Automática de Mallas de Triángulos y Tetraedros Resolución de Grandes Sistemas de Ecuaciones Lineales Sparse Combinación del Modelo de Viento con Modelos de Predicción (MM5) Desarrollo de un Modelo para la Simulación de Radiación Solar Líneas de Investigación Divisiones de “Discretización y Aplicaciones” y “Álgebra Numérica Avanzada”

3 1 km 9 m/s 1 m/s 5 m/s Simulación de Campos de Viento en 3-D Motivación

4 1 km 9 m/s 1 m/s ? Simulación de Campos de Viento en 3-D Motivación

5 q Modelo de masa consistente (flujo incompresible). q Minimización de un funcional de ajuste (tipo mínimos cuadrados) a un campo obtenido mediante interpolación de pocas velocidades “dato”. q Resolución de un problema elíptico mediante el MEFA. q Estimación de parámetros del modelo: Algoritmos genéticos en paralelo. q Introducción del efecto de emisión de chimeneas en el campo de viento. Modelo de pluma gaussiana. Simulación de Campos de Viento en 3-D Fundamentos del Modelo

6 Simulación de Campos de Viento en 3-D Región de Estudio: Parque de DESA en la Provincia de Lugo (España)

7 Simulación de Campos de Viento en 3-D Estaciones de Medida y Puntos de Control

8 E208 E212 E206 E242 E243 E283 Simulación de Campos de Viento en 3-D Distribución de la Longitud de Rugosidad (m)

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13 Let be a domain with boundary : observed wind, which is obtained with horizontal interpolation and vertical extrapolation of experimental measurements. Fundamentos Matemáticos del Modelo Modelo de Masa Consistente para Ajuste de Viento

14 Fundamentos Matemáticos del Modelo Modelo de Masa Consistente para Ajuste de Viento

15 Fundamentos Matemáticos del Modelo Modelo de Masa Consistente para Ajuste de Viento

16 Fundamentos Matemáticos del Modelo Modelo de Masa Consistente para Ajuste de Viento

17 Let be a domain with boundary : observed wind, which is obtained with horizontal interpolation and vertical extrapolation of experimental measurements. Objective: find the velocity field that it adjusts toverifying - Incompressibility condition in the domain : - Impermeability condition on the terrain:  Then, is the solution of the least-square problem: Find verifying where Fundamentos Matemáticos del Modelo Modelo de Masa Consistente para Ajuste de Viento

18 Fundamentos Matemáticos del Modelo Modelo de Masa Consistente para Ajuste de Viento

19 FE solution is needed for each individual Algoritmos Genéticos Estimación de los Parámetros del Modelo

20 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003

21 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003

22 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003

23 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003

24 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003

25 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en los Puntos de Control - 21 de marzo de 2003

26 Simulación de Campos de Viento en 3-D Resultados en los Puntos de Control - 21 de marzo de 2003

27 Simulación de Campos de Viento en 3-D Errores en Estaciones de Medida y Puntos de Control - 21 de marzo de 2003

28 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5 Interpolación Horizontal de U10 y V10 del MM5 - 21 de marzo de 2003

29 Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5

30 Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5

31 Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5

32 Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5

33 Resultados en las Estaciones de Medida - 21 de marzo de 2003 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5

34 Resultados en los Puntos de Control - 21 de marzo de 2003

35 Predicción de Campos de Viento en 3-D: Código MM5

36 Región a mallar 45.6 Km 31.2 Km 6 Km Chimenea Adaptación de la Malla de Tetraedros Campo de Viento Modificado por Chimeneas

37 Adaptación de la Malla de Tetraedros Campo de Viento Modificado por Chimeneas

38 Modelo de pluma gaussiana Campo de Viento Modificado por Chimeneas Corrección de la componente vertical de la velocidad inicial a lo largo de la trayectoria de la pluma

39 Modelo de pluma gaussiana Campo de Viento Modificado por Chimeneas Corrección de la componente vertical de la velocidad inicial a lo largo de la trayectoria de la pluma

40 Adaptación de la Malla de Tetraedros Campo de Viento Modificado por Chimeneas Chimenea

41 Adaptación de la Malla de Tetraedros Campo de Viento Modificado por Chimeneas

42 Adaptación de la Malla de Tetraedros Campo de Viento Modificado por Chimeneas

43 Campo de Viento Resultante Campo de Viento Modificado por Chimeneas

44 Simulación de Campos de Viento en 3-D Líneas de corriente en la Isla de La Palma

45 Simulación de Campos de Viento en 3-D Líneas de corriente en la Isla de La Palma y concentración de contaminante Colaboración con el grupo LaCàN (Laboratori de Càlcul Numèric) de la UPC

46 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

47 3 new nodes 2 new nodes (a) 2 new nodes (b) 1 new node Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

48 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

49 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

50 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

51 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

52 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

53 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

54 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

55 Adaptación de la Malla de Tetraedros a la Solución Numérica Estrategias de Refinamiento/Desrefinamiento

56 Isla de Gran Canaria Las Palmas de Gran Canaria Area de estudio Utilización de Mallas de Triángulos Adaptadas a la Superficie del Terreno Mapas de Radiación Solar

57 Utilización de Mallas de Triángulos Adaptadas a la Superficie del Terreno Mapas de Radiación Solar

58 Radiación directa prevista para el 21/05/07 a las 18:00 h Utilización de Mallas de Triángulos Adaptadas a la Superficie del Terreno Mapas de Radiación Solar

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