Implementación del programa FLOW 3D para la simulación tridimensional del flujo en una estructura de separación de caudales

Ruiz Coello, Marcelo Xavier
Narváez Herrera, Manuel Benjamín

2015-04-22

T-IC/0670/CD 6215

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279 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 6215

Resumen .- El presente proyecto de titulación tiene como objetivo principal, analizar del uso de modelos numéricos para obtener las características generales del flujo en estructuras hidráulicas, mediante la implementación del modelo numérico de una estructura de separación de caudales a través del paquete computacional FLOW 3D 10.1.0; a fin de conocer sus ventajas y restricciones así como los fundamentos básicos que se aplican a la simulación numérica. En el presente proyecto se analizan las relaciones diferenciales conservativas de la hidrodinámica y se relacionan con las de la teoría de modelación en los CFD (Computational Fluid Dynamics). Para la investigación; inicialmente, se construyen modelos numéricos de estructuras simples en el paquete computacional FLOW 3D 10.1.0 y se validan a través de datos medidos en modelos físicos; con la finalidad de determinar el mallado y el modelo de turbulencia adecuados para construir del modelo numérico de una estructura de separación de caudales. Mediante la validación de los modelos numéricos analizados, se concluye que la modelación numérica es capaz de representar el fenómeno hidráulico de flujo tridimensional. También, se reconocen las ventajas y dificultades del paquete FLOW 3D 10.1.0, en la solución a problemas relacionados con la Hidráulica. Abstract .- This dissertation project has as a main objective, analyzing the use of the numerical models in order to obtain the general features of flow through hydraulic structures by the implementation of the numerical model of the flow diversion structure built in the program FLOW 3D 10.1.0. The project find out the fundaments and parameters which are applicable into numerical modeling as well the advantages and disadvantages that the program has. The hydrodynamics conservative differential equation are analyzed in order to relate them with the ones which are used in the CFD’s (Computational Fluid Dynamics) modeling theory. In the investigation, at first, numerical models of simple hydraulic structures are built in the FLOW 3D 10.1.0 program, and they are validated with physical models experimental data. Therefore, the best mesh structure and the suitable turbulence model in numerical modeling are chosen. After that, the numerical model of the flow diversion structure is built and also validated with experimental data. Validation results conclude that the numerical modeling, is able to represent a real tridimensional hydraulic phenomena. Moreover, the advantages and disadvantages used for the solution of the hydraulic problems through the FLOW 3D program are checked up.

Hidalgo Bustamente, Ximena del Rocío, director

Hidraúlica; Hidromecánica;