Análisis numérico del vertedero de excesos para control de crecida en una captación convencional
En proyectos de aprovechamiento hidráulico, es indispensable la proyección de estructuras como vertederos y compuertas, que permitan captar y direccionar el flujo, regulando caudales y niveles, así como, facilitando la operación y mantenimiento. Una de las estructuras más empleadas, indispensable...
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Universidad de Cuenca
2022
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| author | Astudillo García, Mateo José Vanegas Moncayo, Stefanny Paola |
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| description | En proyectos de aprovechamiento hidráulico, es indispensable la proyección de
estructuras como vertederos y compuertas, que permitan captar y direccionar el
flujo, regulando caudales y niveles, así como, facilitando la operación y
mantenimiento. Una de las estructuras más empleadas, indispensable para
control de flujo en escenarios de crecida, es el vertedero lateral de excesos,
mismo que, al igual que otras obras anexas y de control, normalmente se diseña
por métodos tradicionales que, incluyen simplificaciones importantes con
relación a un comportamiento bidireccional del flujo.
Bajo este contexto, en el presente trabajo de titulación, para un caso de estudio
con un caudal de diseño considerado representativo para obras pequeñas y
medianas, se plantea el análisis y validación de criterios y procedimientos
tradicionales de diseño para una obra de excesos con vertedero lateral, mediante
la contrastación de resultados obtenidos al utilizar la herramienta computacional
de modelación numérica OpenFoam para simulación guiada del comportamiento
del flujo en las inmediaciones del vertedero de excesos.
Como principal resultado del trabajo, y luego del análisis comparativo realizado
entre el dimensionamiento convencional y la modelización numérica de flujo, se
concluye que, las simplificaciones de orden empírico asumiendo flujo
unidireccional que se incorporan en los procedimientos típicos de diseño, no
requerirían modificaciones importantes ya que, los resultados que se han
obtenido con el proceso guiado de modelización numérica, arrojan un perfil de
flujo que se corresponde con el perfil proyectado en un diseño convencional,
teniéndose variaciones en niveles en el orden de 1.74% |
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| publishDate | 2022 |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-380662022-02-21T08:00:58Z Análisis numérico del vertedero de excesos para control de crecida en una captación convencional Astudillo García, Mateo José Vanegas Moncayo, Stefanny Paola Pacheco Tobar, Esteban Alonso Ingeniería Civil Estructura hidráulica Derrame de agua Control fluvial Ingeniería hidráulica En proyectos de aprovechamiento hidráulico, es indispensable la proyección de estructuras como vertederos y compuertas, que permitan captar y direccionar el flujo, regulando caudales y niveles, así como, facilitando la operación y mantenimiento. Una de las estructuras más empleadas, indispensable para control de flujo en escenarios de crecida, es el vertedero lateral de excesos, mismo que, al igual que otras obras anexas y de control, normalmente se diseña por métodos tradicionales que, incluyen simplificaciones importantes con relación a un comportamiento bidireccional del flujo. Bajo este contexto, en el presente trabajo de titulación, para un caso de estudio con un caudal de diseño considerado representativo para obras pequeñas y medianas, se plantea el análisis y validación de criterios y procedimientos tradicionales de diseño para una obra de excesos con vertedero lateral, mediante la contrastación de resultados obtenidos al utilizar la herramienta computacional de modelación numérica OpenFoam para simulación guiada del comportamiento del flujo en las inmediaciones del vertedero de excesos. Como principal resultado del trabajo, y luego del análisis comparativo realizado entre el dimensionamiento convencional y la modelización numérica de flujo, se concluye que, las simplificaciones de orden empírico asumiendo flujo unidireccional que se incorporan en los procedimientos típicos de diseño, no requerirían modificaciones importantes ya que, los resultados que se han obtenido con el proceso guiado de modelización numérica, arrojan un perfil de flujo que se corresponde con el perfil proyectado en un diseño convencional, teniéndose variaciones en niveles en el orden de 1.74% In hydraulic projects, the projection of structures such as spillways and gates is essential. These structures allow capturing and directing the flow, regulating flows and levels, as well as facilitating operation and maintenance. One of the most used structures, essential for flow control in flood scenarios, is the excess side weir, which, like other adjoining and control works, is normally designed by traditional methods that include important simplifications in relation to a bidirectional behaviour of the flow. In this context, in the present graduation project, the analysis and validation of the traditional design criteria and procedures for a structure used to discharge excess flows through a side weir is proposed for a case study with a flow considered representative for small and medium magnitude structures. The analysis was performed by contrasting the results obtained with OpenFoam a Computational Fluid Dynamics (CFD) software that solves numerically the fluid flow governing equations. The numerical model allowed to obtain a guided simulation of the behaviour of the flow in the vicinity of the excess side weir. As the main result of the present work, and after the comparative analysis between the conventional dimensioning and the numerical flow model results, it is concluded that the empirical-order simplifications used in the conventional design procedures that consider unidirectional flow don’t compromise the accuracy of the representation of the real flow profile. The flow patterns obtained with the numerical model correspond adequately with the flow profile estimated with the conventional procedure. Therefore, important modifications are not required since variations in water levels have values in the order of 1.74%. Ingeniero Civil Cuenca 2022-02-15T14:22:54Z 2022-02-15T14:22:54Z 2022-02-15 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38066 spa TI;1252 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 62 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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