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Los objetivos de esta tesis se detallan a continuación. • Desarrollo e implementación numérica de un modelo de simulación de flujo transitorio en un canal que incluya compuertas transversales. • Formulación del flujo a través de una compuerta transversal con transición continua entre los distintos regímenes de funcionamiento de compuertas transversales. • Estudio de la influencia en la restricción en el paso temporal por la imposición de una ley de descarga para los elementos hidráulicos presentes en un canal. • Estudio de la influencia del coeficiente de velocidad de Boussinesq en los distintos regímenes de funcionamiento de una compuerta transversal. • Realización de experimentos con una compuerta en un canal de laboratorio en distintos regímenes y con presencia de resaltos hidráulicos. • Imnplementación numérica de los resultados teóricos obtenidos en confluencias unidimensionales en un código propio escrito en lenguaje de programación C. • Formulación teórica del comportamiento del flujo en confluencias de canales en 1D mediante tres formulaciones distintas en el caso unidimensional. Se analizarán los resultados mediante comparación con modelos numéricos bidimensionales para cada una de las tres formulaciones. • Formulación teórica e implementación numérica de un algoritmo PID modificado para la optimización del control en casos realistas de canales de riego. • Optimización de canales de riego usando un algoritmo PID modificado, junto con los algoritmos genéticos y métodos de Monte Carlo. De esta mnanera se realizará una comparación de la convergencia entre el algoritmo PID usando un método de MonteCarlo (fuerza bruta) y usando los algoritmos genéticos.

En este trabajo se han estudiado varios casos propuestos por ASCE sobre algoritmos de automatización de canales. Estos se basan en dos canales operativos en la actualidad, siendo el comportamiento de ellos muy diferente. El canal 1 presenta tiempos de respuesta rápidos y tiene poca capacidad de almacenamiento; mientras que, el canal 2 es tres veces más extenso, menos empinado y tiene una capacidad de almacenamiento superior. Ambos canales tienen 8 tramos separados por compuertas transversales verticales. El objetivo de estos tests es controlar el nivel de agua en 8 puntos de control situados a Sm del final de cada tramo, mediante el movimiento de las compuertas. Se ha generado un software de volúmenes finitos para resolver las ecuaciones de St-Venant, usando un método upwind de primer orden para el cálculo del flujo transitorio, en canales con presencia de compuertas y extracciones. Se ha implementado un método de control PID para buscar el movimiento óptimo de las compuertas. Los coeficientes del método PID se han optimizado mediante dos algoritmos distintos que requieren un gran número de simulaciones: un algoritmo genético y un método de MonteCarlo. Se ha llevado a cabo la paralelización del código para la reducción de los tiempos de cálculo. Finalmente, se han comparado los resultados obtenidos con ambos algoritmos de optimización.

[EN] The programme SWOCS is designed to solve numerically one-dimensional transient flows with solute transport and infiltration in a channel of furrow. There are versions for operative systems Unix and Microsoft Windows. The source code and some application examples are freely distributed under a BSD type license., [ES] El programa SWOCS está diseñado para resolver numéricamente flujos transitorios unidimensionales y transporte con difusión de solutos en un canal o surco con presencia de infiltración. Existen versiones para sistemas operativos Unix y Microsoft Windows. El código fuente y algunos ejemplos de aplicación se distribuyen libremente con una licencia de tipo BSD.