The use of Iber as a learning aid of bidimensional flows in open channels

Abstract

[Abstract:] Visual examples and interactive graphs of controlled experiments allow the student to solve problems, demonstrate, measure, and do other practical and theoretical activities. Iber is a two-dimensional numerical model for simulating surface flow that combines modules of hydrodynamics, turbulence, sediment transport, and water quality, using the finite volume method to solve the corresponding equations. Its friendly interface for pre and post processing allows creating videos with results and displaying variables in 3D, making it a robust, free, relatively easy to use, practical and effective didactic teaching tool for hydraulic and hydrodynamic modeling. In this paper, we present some numerical examples of free surface flow simulation as complements to the experimental teaching practices that are difficult in many institutions due to lack of financial and human resources, or due to excessive assembly and operation time. The results show considerable time saved compared to the laborious and inevitable iterative calculations of the numerous equations involved; the versatility to enter, correct and visualize data is a great advantage to tabulate and present results during simulations of “real life” practices. The simulation times are also very reasonable and are associated with the type of problem, calculation method, numeric scheme, and obtained results, aspects that can be easily modified during class sessions.

[Resumen:] Los ejemplos visuales y gráficos interactivos de experimentos controlados permiten al alumno resolver problemas, hacer demostraciones, mediciones y otras actividades prácticas y teóricas. Iber es un modelo numérico bidimensional para la simulación del flujo superficial que combina módulos de hidrodinámica, turbulencia, transporte de sedimentos y calidad de aguas, utilizando el método de volúmenes finitos para solucionar las ecuaciones correspondientes. Su interfaz amigable para el pre y pos procesamiento permite crear videos con resultados y visualizar variables en 3D, convirtiéndose en una herramienta docente didáctica, robusta, gratuita, relativamente fácil de usar, práctica y eficaz para modelaciones hidráulicas e hidrodinámicas. En este trabajo presentamos algunos ejemplos numéricos de simulación de flujo en lámina libre como complementos a las prácticas de docencia experimental que se dificultan en muchas instituciones por falta de recursos económicos y humanos, o por el excesivo tiempo de montaje y operación. Los resultados muestran el ahorro de un tiempo considerable frente a los laboriosos e inevitables cálculos iterativos de las numerosas ecuaciones; la versatilidad para introducir, corregir y visualizar datos es un gran avance al momento de tabular y presentar los resultados como si se tratara de una práctica real. Los tiempos de simulación también son muy razonables y están asociados al tipo de problema, método de cálculo, esquema numérico, resultados a obtener, aspectos que pueden modificarse fácilmente durante las sesiones de clase.