Simulación numérica de una rápida con fondo rugoso en el paquete computacional OpenFOAM

Quilligana Chamba, Oscar Rolando
Berrones Cuenca, José Adolfo

2017-02-14

Berrones Cuenca, J. A., & Quilligana Chamba, O. R. (2017). Simulación numérica de una rápida con fondo rugoso en el paquete computacional OpenFOAM. 221 hojas. Quito : EPN.
T-IC/0746/CD 7642

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La disipación de energía es un aspecto importante que prevalece en el diseño de obras hidráulicas. Se puede conseguir mediante diferentes técnicas como la recreación del resalto hidráulico, obras de impacto e incremento de la rugosidad, siendo este último el tema de interés del presente estudio. Se hará énfasis principalmente en los colectores que son construidos en lugares de pendientes elevadas, ya que se debe realizar consideraciones adicionales para su diseño por la presencia de flujo inestable que transita a velocidades altas sin las debidas estructuras que favorezcan la aireación. Las altas velocidades pueden generar cavitación, posterior erosionar el cauce y socavar al pie del tramo inclinado, volviéndose imperativo el diseño de disipadores de energía adecuados a las condiciones topográficas del lugar de emplazamiento de la obra. Para la construcción de colectores donde se tiene cambios de niveles bruscos, se opta por construir perfiles tipo Creager o rápidas escalonadas, en las cuales se ha utilizado como revestimiento el hormigón, y como estructuras de disipación de energía, la solución adoptada ha sido cuencos disipadores o dentellones al final del tramo rápido, por lo que se descarta el aprovechamiento del tramo largo inclinado para mejorar la disipación de energía.

The energy dissipation is an important side that prevails in the design of hydraulic works. It can be reached through different techniques such as the recreation of the hydraulic jump, works of impact and increase of the rugosity, being the last one the topic of interest of this investigation. Emphasis will be placed mainly on the collectors that are built in places of high slopes, as additional considerations must be made for their design because of the presence of unstable flow that travels at high velocities without the proper structures that favor aeration. The high velocities can generate cavitation, then erode the channel and undermine the bottom of the inclined section, making it imperative to design energy dissipators suitable to the topographical conditions of the place of installation of the work. To the construction of collectors where there are abrupt changes of levels, it is opted to build Creager type contours or stepped rapids, in which it has been used concrete as lining, and as structures of energy dissipation, the adopted solution has been dissipating bowls at the end of the rapid section, thus it is discarded the exploitation of the long inclined section to improve the energy dissipation.

Ortega Lara, Patricio Rubén, director

HIDRAULICA; DINAMICA DE FLUIDOS;