Modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando la dinámica de fluidos computacional (CFD). Programa FLOW-3D

Casa Tipán, Edwin Patricio

2016-10-24

Casa Tipán, E. P. (2016). Modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando la dinámica de fluidos computacional (CFD). Programa FLOW-3D. 201 hojas. Quito : EPN.
T-MVE/0487/CD 7363

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El presente estudio tiene como objetivo principal desarrollar la modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando el paquete comercial FLOW-3D. Actualmente el diseño de estas estructuras se realiza en función del uso de expresiones empíricas obtenidas en base a la modelación física y estudios complementarios en modelación numérica del flujo sobre la rápida escalonada con apoyo de un código CFD. En un modelo numérico, la calibración previa con un modelo físico es fundamental para validar los resultados obtenidos de las variables fluido-dinámicas. La modelación numérica tiene como base la ecuación general del movimiento y ciertos modelos que representan el flujo bifásico (agua-aire) en una rápida escalonada. La combinación de ecuaciones que representan adecuadamente las características del flujo rasante y que utiliza el programa computacional son: La ecuación de continuidad, la ecuación de cantidad de movimiento, el algoritmo VOF, el modelo de turbulencia k- RNG, el modelo de introducción de aire y el modelo de esponjamiento del flujo. Bajo estas consideraciones la comparación de los resultados de la modelación numérico con la modelación física muestra relativamente una buena concordancia.

This work has as main objective to develop numerical modeling of skimming flow in a spillway stepped using the FLOW-3D commercial package. Currently the design of these structures is performed according to the use of empirical expressions obtained based on physical modeling and numerical modeling studies complementary flow over the stepped spillway with the support of a CFD code. In a numerical model, the calibration with a physical model is essential to validate the results of the fluid-dynamic variables. Numerical modeling is based on the general equation of motion and certain models representing the two-phase flow (water-air) in a stepped spillway. The combination of equations that adequately represent the characteristics of skimming flow and using the computer program are: continuity equation, equation of momentum, the algorithm VOF, the turbulence model k- RNG, the model air entrainment and model drift flux. Under these considerations comparing the numerical modeling results on physical modeling relatively shows good agreement.

Hidalgo Bustamante, Ximena del Rocio, director

DISEÑO HIDRAULICO; MODELACION NUMERICA;