Este documento resume una investigación numérica tridimensional de dispositivos hidrocinéticos mediante discos actuadores. Se realizaron simulaciones numéricas con diferentes configuraciones de discos y se analizó cómo interactúan las estelas producidas y su efecto en el fondo del canal. Los resultados de las simulaciones mostraron buen acuerdo con datos de laboratorio y permitieron analizar la dinámica del flujo a través de los discos. Se observó un mayor efecto en la velocidad de corte del fondo para configuraciones con más discos
El documento trata sobre la permeabilidad y conductividad hidráulica de los suelos. Explica que la permeabilidad es la propiedad de un suelo que permite el paso del agua a través de él bajo presión. Luego describe la ley de Darcy, la cual establece que el caudal de agua es directamente proporcional al área, gradiente hidráulico e inveramente proporcional a la longitud de la muestra. También define el coeficiente de permeabilidad.
El documento trata sobre la filtración y teoría de flujo en suelos. Explica conceptos como filtración unidimensional y bidimensional, y la ley de Darcy. También introduce la red de flujo, que es una malla compuesta por líneas de flujo y equipotenciales que se usa para calcular el flujo de agua subterránea. Finalmente, menciona que las redes de flujo son útiles para controlar y manejar filtraciones, especialmente en presas de tierra.
El documento presenta un resumen de tres capítulos de una tesis para optar el título profesional de Ingeniero Civil. El primer capítulo introduce el tema de la investigación, que es el análisis teórico experimental de las fallas en obras de alcantarillado existentes. El segundo capítulo describe los objetivos del estudio, que son observar experimentalmente problemas de diseño de alcantarillado rectangular y comparar modelos numéricos. El tercer capítulo presenta conceptos generales de hidráulica fluvial relevantes para el diseño de obras que interact
Este documento describe los conceptos fundamentales del flujo bidireccional de agua en el suelo, incluyendo casos de flujo bidireccional, la red de flujo, la ecuación fundamental del flujo de agua y métodos para resolver problemas de redes de flujo como el dibujo de la red, métodos analíticos, modelos, métodos analógicos y numéricos.
Este documento discute los criterios para determinar el tamaño adecuado de la revancha (margen de seguridad adicional) en canales de hormigón. Revisa varios métodos propuestos por autores expertos y luego propone directrices propias para la revancha en régimen subcrítico y supercrítico. La revancha depende de factores como el caudal, la pendiente, la velocidad y el tirante del agua, y debe considerar incertidumbres como sedimentos, vegetación, errores en mediciones y ondas. El ingen
1. El documento discute soluciones analíticas para problemas de flujo subterráneo bidimensional, incluyendo líneas de flujo y equipotenciales.
2. Explica que las líneas de flujo son perpendiculares a las líneas equipotenciales, lo que permite construir soluciones gráficas.
3. Presenta un ejemplo analítico para un problema bidimensional que identifica patrones de recarga y descarga.
Este documento describe los conceptos básicos de análisis y diseño de redes de distribución de agua, incluyendo sus componentes, formas de distribución, análisis estático y dinámico. Explica cómo se calculan las pérdidas de carga y presiones en los nodos para determinar los flujos en una red, tanto en régimen permanente como no permanente.
El documento trata sobre la permeabilidad y conductividad hidráulica de los suelos. Explica que la permeabilidad es la propiedad de un suelo que permite el paso del agua a través de él bajo presión. Luego describe la ley de Darcy, la cual establece que el caudal de agua es directamente proporcional al área, gradiente hidráulico e inveramente proporcional a la longitud de la muestra. También define el coeficiente de permeabilidad.
El documento trata sobre la filtración y teoría de flujo en suelos. Explica conceptos como filtración unidimensional y bidimensional, y la ley de Darcy. También introduce la red de flujo, que es una malla compuesta por líneas de flujo y equipotenciales que se usa para calcular el flujo de agua subterránea. Finalmente, menciona que las redes de flujo son útiles para controlar y manejar filtraciones, especialmente en presas de tierra.
El documento presenta un resumen de tres capítulos de una tesis para optar el título profesional de Ingeniero Civil. El primer capítulo introduce el tema de la investigación, que es el análisis teórico experimental de las fallas en obras de alcantarillado existentes. El segundo capítulo describe los objetivos del estudio, que son observar experimentalmente problemas de diseño de alcantarillado rectangular y comparar modelos numéricos. El tercer capítulo presenta conceptos generales de hidráulica fluvial relevantes para el diseño de obras que interact
Este documento describe los conceptos fundamentales del flujo bidireccional de agua en el suelo, incluyendo casos de flujo bidireccional, la red de flujo, la ecuación fundamental del flujo de agua y métodos para resolver problemas de redes de flujo como el dibujo de la red, métodos analíticos, modelos, métodos analógicos y numéricos.
Este documento discute los criterios para determinar el tamaño adecuado de la revancha (margen de seguridad adicional) en canales de hormigón. Revisa varios métodos propuestos por autores expertos y luego propone directrices propias para la revancha en régimen subcrítico y supercrítico. La revancha depende de factores como el caudal, la pendiente, la velocidad y el tirante del agua, y debe considerar incertidumbres como sedimentos, vegetación, errores en mediciones y ondas. El ingen
1. El documento discute soluciones analíticas para problemas de flujo subterráneo bidimensional, incluyendo líneas de flujo y equipotenciales.
2. Explica que las líneas de flujo son perpendiculares a las líneas equipotenciales, lo que permite construir soluciones gráficas.
3. Presenta un ejemplo analítico para un problema bidimensional que identifica patrones de recarga y descarga.
Este documento describe los conceptos básicos de análisis y diseño de redes de distribución de agua, incluyendo sus componentes, formas de distribución, análisis estático y dinámico. Explica cómo se calculan las pérdidas de carga y presiones en los nodos para determinar los flujos en una red, tanto en régimen permanente como no permanente.
Este documento presenta los resultados de un estudio experimental realizado para analizar las pérdidas de energía locales en canales de sección rectangular. Se analizaron diferentes tipos de transiciones como contracciones, expansiones y combinaciones de ambas. Se midieron las variaciones de tirante y velocidad antes y después de las transiciones para cuantificar las pérdidas de energía. Los resultados se utilizaron para proponer nuevas ecuaciones y valores de coeficientes que mejor estiman las pérdidas de energía locales, en comparación con métodos existentes.
El sistema computacional HIDROBID 11 para simular flujos cuasi-bidimensionales a superficie libre en cuencos se presenta. Está basado en la resolución numérica de las ecuaciones para aguas poco profundas usando un método implícito de direcciones alternadas. Puede simular contornos externos cerrados y abiertos, y bordes internos representando estructuras. Se aplica a estudios de ingeniería hidráulica como simular corrientes durante la construcción de Yaciretá.
Este documento describe los seis tipos de flujo que pueden ocurrir en alcantarillas y el procedimiento para calcular el caudal en cada caso. Los seis tipos de flujo son: 1) tubería con entrada y salida ahogadas, 2) tubería con entrada ahogada y salida de flujo lleno, 3) flujo como un orificio, 4) canal de pendiente fuerte en régimen supercrítico, 5) canal de pendiente suave en régimen subcrítico con caída libre en la salida, y 6) flujo subcrítico en
Este documento proporciona información sobre el diseño, instalación y uso de diferentes tipos de aforadores para medir el caudal en canales abiertos. Explica los conceptos básicos de la hidráulica de los aforadores y proporciona detalles sobre cómo diseñar y seleccionar aforadores para canales revestidos, canales de tierra, aforadores portátiles y vertederos de coronación con desplazamiento vertical. El documento también incluye ejemplos y tablas de caudal para cada tipo de aforador.
Este documento describe las redes de flujo, que son conjuntos de líneas de corriente y equipotenciales que resuelven problemas bidimensionales de flujo de agua subterránea. Explica cómo se construyen las redes de flujo cuadradas y cómo se puede calcular el flujo entre líneas de corriente a partir de los intervalos de las líneas equipotenciales y de corriente. También presenta ejemplos de diferentes tipos de superficies piezométricas que representan el nivel freático en acuíferos.
Este documento describe los conceptos básicos del flujo permanente y uniforme en canales. Explica que este tipo de flujo ocurre cuando las fuerzas de gravedad que impulsan el flujo se equilibran con las fuerzas de fricción. También presenta las principales fórmulas utilizadas para el análisis y diseño de canales, como las fórmulas de Manning, Chezy y Darcy-Weisbach. Finalmente, cubre consideraciones de diseño como materiales, pendiente, talud y margen libre.
Este documento trata sobre la energía en sistemas de flujo de agua como canales y tuberías. Explica que la energía se puede expresar en términos de altura, presión, velocidad y otros factores según la ecuación de Bernoulli. También presenta ecuaciones para calcular la energía específica y curvas de energía específica para diferentes caudales en secciones de canales rectangulares y trapezoidales. Incluye ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos.
El documento describe un experimento de flujo uniforme en canales rectangulares realizado en el laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad Señor de Sipán. El experimento midió los niveles de agua a lo largo de un canal rectangular para diferentes caudales y pendientes. Los datos recolectados se utilizaron para calcular parámetros hidráulicos como el número de Froude y determinar el régimen de flujo.
Redes de tuberias con elementos finitos, andahuaylasoscar torres
Este documento presenta un nuevo método para analizar y diseñar redes de tuberías de agua potable usando el método de elementos finitos. El método resuelve ecuaciones para calcular caudales y alturas piezométricas asumiendo flujo permanente. El método se aplica a dos redes y se compara con el método de Hardy Cross. El método de elementos finitos involucra dividir las tuberías en elementos, ensamblar matrices para cada elemento y resolver el sistema no lineal iterativamente usando Newton-Raphson.
1. El documento describe los diferentes tipos de flujos según sus características como la viscosidad, densidad, velocidad angular, régimen y más.
2. Explica conceptos clave como campo de flujo, tubo de corriente, líneas de corriente y ecuación de continuidad.
3. Resalta leyes y principios fundamentales de la mecánica de fluidos como la conservación de la masa y la energía.
Este documento describe una tesis de maestría que aplica el método de regionalización para determinar los caudales en el puente Carrasquillo en Piura, Perú. La tesis analiza información hidrometeorológica de cuencas cercanas para caracterizar la región y predecir los caudales en el puente, tomando en cuenta las características fisiográficas.
Este documento describe la simulación matemática del flujo transitorio en cauces naturales mediante la resolución de un sistema no lineal de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Esto requiere el uso de técnicas numéricas y programas informáticos avanzados. Además, analiza problemas como el tratamiento de condiciones de contorno y flujos supercríticos, y aplicaciones como la simulación de roturas de presas.
El documento describe un experimento de laboratorio sobre flujo gradualmente variado en un canal rectangular. El objetivo era medir perfiles de flujo bajo diferentes condiciones y compararlos con modelos matemáticos. Se midieron los niveles de agua a intervalos regulares a lo largo del canal usando un limnímetro y se calculó el caudal usando un vertedero triangular. Los resultados experimentales se compararon con métodos como el de Prasad y Paso Directo para flujo gradualmente variado.
Diseño de estructuras hidráulicas máximo villón bAlex Garcia
El documento presenta información sobre el autor Máximo Villón Béjar y su libro sobre el diseño de estructuras hidráulicas. El autor es ingeniero agrícola y ha obtenido maestrías en ingeniería de recursos hídricos y computación. El libro contiene 10 capítulos que describen el diseño de diferentes estructuras hidráulicas como transiciones, rápidas, caídas, vertederos laterales y desarenadores. El objetivo es contribuir a la formación de profesionales en el diseño de este tipo de estruct
Este documento describe el desarrollo de un modelo numérico unidimensional para predecir la evolución del fondo de un río y el cambio granulométrico asociado al movimiento del sedimento. El modelo resuelve las ecuaciones hidrodinámicas y de sedimentos de manera acoplada en el tiempo. Considera el concepto de capa activa y divide la muestra de sedimentos en fracciones con diámetros representativos para cada una. Los resultados muestran que este enfoque proporciona una mejor representación del fondo y la distribución granulo
Este documento trata sobre el flujo de fluidos en canales abiertos y tuberías. Explica los diferentes tipos de flujo en canales abiertos según el tiempo y el espacio, así como las propiedades de los canales abiertos y sus elementos. También describe el flujo uniforme y no uniforme en canales, la ecuación de Manning y Chézy, y los factores que afectan el coeficiente de rugosidad. Finalmente, cubre temas como el flujo laminar y turbulento en tuberías, las pérdidas de carga, y ejemp
El documento describe la ley de Darcy y el flujo de agua a través del suelo y presas. Explica cómo calcular el gradiente hidráulico y la permeabilidad de diferentes tipos de suelo. También describe cómo dibujar líneas de flujo y equipotenciales para analizar las filtraciones a través de presas y suelos.
Este documento describe diferentes tipos de sistemas de tuberías y depósitos de agua. Explica que un sistema de tuberías en serie está formado por tuberías conectadas una a continuación de la otra compartiendo el mismo caudal, mientras que un sistema de tuberías en paralelo bifurca el caudal en varios ramales. También describe cómo los depósitos de regulación y compensación pueden usarse para gestionar las presiones en una red de distribución de agua cuando el depósito principal está lejos de la ciudad.
La ley de Darcy describe el flujo de fluidos a través de medios porosos. En 1856, el ingeniero Henry Darcy descubrió que el flujo de agua a través de materiales porosos depende de la diferencia de altura, la longitud y el área del medio, así como de la viscosidad del fluido y la permeabilidad del medio. La ley de Darcy se utiliza comúnmente en la ingeniería petrolera para determinar la permeabilidad de las rocas y modelar el flujo de fluidos en yacimientos de petróleo.
Presentación metodo de calculo de caudal pedro rivasPedro Rivas
El documento describe el Método Racional, uno de los métodos más utilizados para estimar el caudal máximo asociado a una lluvia de diseño. El Método Racional calcula el caudal (Q) como el producto del coeficiente de escorrentía (C), la intensidad de la lluvia de diseño (I) y el área de la cuenca (A). A continuación, presenta un ejemplo completo de cómo aplicar este método para calcular el caudal máximo de una cuenca con diferentes usos de suelo, considerando el coeficiente de escorrentía ponderado
Este documento describe los diferentes tipos de modelación hidráulica, incluyendo modelación unidimensional, bidimensional y tridimensional. La modelación unidimensional usa ecuaciones como la de Bernoulli para simular flujo en una dirección, mientras que las modelaciones bidimensional y tridimensional usan ecuaciones más complejas como las de Saint-Venant y Navier-Stokes respectivamente para simular flujos en múltiples direcciones. La modelación hidráulica puede usarse para diversos propósitos como delimitar zonas de inundación, diseñar
Simulación de ingeniería con SolidWorks Simulation 2016Intelligy
Análisis más eficiente para resolver problemas complejos, visualizar, comprobar la funcionalidad, y encontrar los errores potenciales antes de que ocurran.
Este documento presenta los resultados de un estudio experimental realizado para analizar las pérdidas de energía locales en canales de sección rectangular. Se analizaron diferentes tipos de transiciones como contracciones, expansiones y combinaciones de ambas. Se midieron las variaciones de tirante y velocidad antes y después de las transiciones para cuantificar las pérdidas de energía. Los resultados se utilizaron para proponer nuevas ecuaciones y valores de coeficientes que mejor estiman las pérdidas de energía locales, en comparación con métodos existentes.
El sistema computacional HIDROBID 11 para simular flujos cuasi-bidimensionales a superficie libre en cuencos se presenta. Está basado en la resolución numérica de las ecuaciones para aguas poco profundas usando un método implícito de direcciones alternadas. Puede simular contornos externos cerrados y abiertos, y bordes internos representando estructuras. Se aplica a estudios de ingeniería hidráulica como simular corrientes durante la construcción de Yaciretá.
Este documento describe los seis tipos de flujo que pueden ocurrir en alcantarillas y el procedimiento para calcular el caudal en cada caso. Los seis tipos de flujo son: 1) tubería con entrada y salida ahogadas, 2) tubería con entrada ahogada y salida de flujo lleno, 3) flujo como un orificio, 4) canal de pendiente fuerte en régimen supercrítico, 5) canal de pendiente suave en régimen subcrítico con caída libre en la salida, y 6) flujo subcrítico en
Este documento proporciona información sobre el diseño, instalación y uso de diferentes tipos de aforadores para medir el caudal en canales abiertos. Explica los conceptos básicos de la hidráulica de los aforadores y proporciona detalles sobre cómo diseñar y seleccionar aforadores para canales revestidos, canales de tierra, aforadores portátiles y vertederos de coronación con desplazamiento vertical. El documento también incluye ejemplos y tablas de caudal para cada tipo de aforador.
Este documento describe las redes de flujo, que son conjuntos de líneas de corriente y equipotenciales que resuelven problemas bidimensionales de flujo de agua subterránea. Explica cómo se construyen las redes de flujo cuadradas y cómo se puede calcular el flujo entre líneas de corriente a partir de los intervalos de las líneas equipotenciales y de corriente. También presenta ejemplos de diferentes tipos de superficies piezométricas que representan el nivel freático en acuíferos.
Este documento describe los conceptos básicos del flujo permanente y uniforme en canales. Explica que este tipo de flujo ocurre cuando las fuerzas de gravedad que impulsan el flujo se equilibran con las fuerzas de fricción. También presenta las principales fórmulas utilizadas para el análisis y diseño de canales, como las fórmulas de Manning, Chezy y Darcy-Weisbach. Finalmente, cubre consideraciones de diseño como materiales, pendiente, talud y margen libre.
Este documento trata sobre la energía en sistemas de flujo de agua como canales y tuberías. Explica que la energía se puede expresar en términos de altura, presión, velocidad y otros factores según la ecuación de Bernoulli. También presenta ecuaciones para calcular la energía específica y curvas de energía específica para diferentes caudales en secciones de canales rectangulares y trapezoidales. Incluye ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos.
El documento describe un experimento de flujo uniforme en canales rectangulares realizado en el laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad Señor de Sipán. El experimento midió los niveles de agua a lo largo de un canal rectangular para diferentes caudales y pendientes. Los datos recolectados se utilizaron para calcular parámetros hidráulicos como el número de Froude y determinar el régimen de flujo.
Redes de tuberias con elementos finitos, andahuaylasoscar torres
Este documento presenta un nuevo método para analizar y diseñar redes de tuberías de agua potable usando el método de elementos finitos. El método resuelve ecuaciones para calcular caudales y alturas piezométricas asumiendo flujo permanente. El método se aplica a dos redes y se compara con el método de Hardy Cross. El método de elementos finitos involucra dividir las tuberías en elementos, ensamblar matrices para cada elemento y resolver el sistema no lineal iterativamente usando Newton-Raphson.
1. El documento describe los diferentes tipos de flujos según sus características como la viscosidad, densidad, velocidad angular, régimen y más.
2. Explica conceptos clave como campo de flujo, tubo de corriente, líneas de corriente y ecuación de continuidad.
3. Resalta leyes y principios fundamentales de la mecánica de fluidos como la conservación de la masa y la energía.
Este documento describe una tesis de maestría que aplica el método de regionalización para determinar los caudales en el puente Carrasquillo en Piura, Perú. La tesis analiza información hidrometeorológica de cuencas cercanas para caracterizar la región y predecir los caudales en el puente, tomando en cuenta las características fisiográficas.
Este documento describe la simulación matemática del flujo transitorio en cauces naturales mediante la resolución de un sistema no lineal de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Esto requiere el uso de técnicas numéricas y programas informáticos avanzados. Además, analiza problemas como el tratamiento de condiciones de contorno y flujos supercríticos, y aplicaciones como la simulación de roturas de presas.
El documento describe un experimento de laboratorio sobre flujo gradualmente variado en un canal rectangular. El objetivo era medir perfiles de flujo bajo diferentes condiciones y compararlos con modelos matemáticos. Se midieron los niveles de agua a intervalos regulares a lo largo del canal usando un limnímetro y se calculó el caudal usando un vertedero triangular. Los resultados experimentales se compararon con métodos como el de Prasad y Paso Directo para flujo gradualmente variado.
Diseño de estructuras hidráulicas máximo villón bAlex Garcia
El documento presenta información sobre el autor Máximo Villón Béjar y su libro sobre el diseño de estructuras hidráulicas. El autor es ingeniero agrícola y ha obtenido maestrías en ingeniería de recursos hídricos y computación. El libro contiene 10 capítulos que describen el diseño de diferentes estructuras hidráulicas como transiciones, rápidas, caídas, vertederos laterales y desarenadores. El objetivo es contribuir a la formación de profesionales en el diseño de este tipo de estruct
Este documento describe el desarrollo de un modelo numérico unidimensional para predecir la evolución del fondo de un río y el cambio granulométrico asociado al movimiento del sedimento. El modelo resuelve las ecuaciones hidrodinámicas y de sedimentos de manera acoplada en el tiempo. Considera el concepto de capa activa y divide la muestra de sedimentos en fracciones con diámetros representativos para cada una. Los resultados muestran que este enfoque proporciona una mejor representación del fondo y la distribución granulo
Este documento trata sobre el flujo de fluidos en canales abiertos y tuberías. Explica los diferentes tipos de flujo en canales abiertos según el tiempo y el espacio, así como las propiedades de los canales abiertos y sus elementos. También describe el flujo uniforme y no uniforme en canales, la ecuación de Manning y Chézy, y los factores que afectan el coeficiente de rugosidad. Finalmente, cubre temas como el flujo laminar y turbulento en tuberías, las pérdidas de carga, y ejemp
El documento describe la ley de Darcy y el flujo de agua a través del suelo y presas. Explica cómo calcular el gradiente hidráulico y la permeabilidad de diferentes tipos de suelo. También describe cómo dibujar líneas de flujo y equipotenciales para analizar las filtraciones a través de presas y suelos.
Este documento describe diferentes tipos de sistemas de tuberías y depósitos de agua. Explica que un sistema de tuberías en serie está formado por tuberías conectadas una a continuación de la otra compartiendo el mismo caudal, mientras que un sistema de tuberías en paralelo bifurca el caudal en varios ramales. También describe cómo los depósitos de regulación y compensación pueden usarse para gestionar las presiones en una red de distribución de agua cuando el depósito principal está lejos de la ciudad.
La ley de Darcy describe el flujo de fluidos a través de medios porosos. En 1856, el ingeniero Henry Darcy descubrió que el flujo de agua a través de materiales porosos depende de la diferencia de altura, la longitud y el área del medio, así como de la viscosidad del fluido y la permeabilidad del medio. La ley de Darcy se utiliza comúnmente en la ingeniería petrolera para determinar la permeabilidad de las rocas y modelar el flujo de fluidos en yacimientos de petróleo.
Presentación metodo de calculo de caudal pedro rivasPedro Rivas
El documento describe el Método Racional, uno de los métodos más utilizados para estimar el caudal máximo asociado a una lluvia de diseño. El Método Racional calcula el caudal (Q) como el producto del coeficiente de escorrentía (C), la intensidad de la lluvia de diseño (I) y el área de la cuenca (A). A continuación, presenta un ejemplo completo de cómo aplicar este método para calcular el caudal máximo de una cuenca con diferentes usos de suelo, considerando el coeficiente de escorrentía ponderado
Este documento describe los diferentes tipos de modelación hidráulica, incluyendo modelación unidimensional, bidimensional y tridimensional. La modelación unidimensional usa ecuaciones como la de Bernoulli para simular flujo en una dirección, mientras que las modelaciones bidimensional y tridimensional usan ecuaciones más complejas como las de Saint-Venant y Navier-Stokes respectivamente para simular flujos en múltiples direcciones. La modelación hidráulica puede usarse para diversos propósitos como delimitar zonas de inundación, diseñar
Simulación de ingeniería con SolidWorks Simulation 2016Intelligy
Análisis más eficiente para resolver problemas complejos, visualizar, comprobar la funcionalidad, y encontrar los errores potenciales antes de que ocurran.
Los principales modelos de flujo que se pueden presentar son:
- Flujo laminar: En este tipo de flujo las partículas del fluido se desplazan de forma ordenada y paralela entre sí, siguiendo líneas de corriente. Se presenta a bajas velocidades, donde las fuerzas de viscosidad son dominantes sobre las fuerzas de inercia. El perfil de velocidades es parabólico.
- Flujo turbulento: En este modelo el flujo es desordenado e irregular. Las partículas del fluido se desplazan de forma aleatoria y se
Simulacion de fluidos solidworks - Aspiración industrialLeo Borj
Este documento describe una simulación de fluidos realizada en SolidWorks para mejorar el sistema de aspiración de una minibarredora. Se estudian varias mejoras potenciales como la longitud y forma del tubo de aspiración, una pared inclinada en la tobera, y una pared vertical en el interior del cubo. La simulación revela que un tubo corrugado y más largo mejora la aspiración, mientras que las otras mejoras propuestas tienen efectos insignificantes o inconvenientes. El documento concluye con el ensamblaje final simulado y
Este documento presenta conceptos básicos de mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia la acción de fluidos en reposo o movimiento, incluyendo la hidrostática, hidrodinámica y aerodinámica. Define fluido y sus propiedades, y clasifica fluidos en newtonianos y no newtonianos. Describe conceptos de dinámica de fluidos como flujos laminar vs turbulento. Finalmente, introduce la capa límite, que es la región cercana a una superficie donde se concentran los
Los modelos moleculares son importantes para estudiar la química orgánica ya que ayudan a predecir las propiedades y reactividad de los compuestos orgánicos. La figura geométrica de la molécula de metano es un tetraedro platónico. El metano se produce de forma natural por la descomposición de sustancias orgánicas en ambientes sin oxígeno y en el sistema digestivo de algunos animales.
Este documento proporciona instrucciones para construir modelos tridimensionales del átomo de carbono. Explica cómo representar los átomos de carbono tetraédrico, trigonal y digonal usando esferas de espuma de poliestireno pintadas de colores y varillas de madera insertadas en ellas. También describe cómo construir plantillas para ayudar a colocar correctamente las varillas a ángulos de 109°28', 120° y 180°. El objetivo es visualizar la estructura tridimensional de las moléculas.
El documento presenta el paradigma uCube como una alternativa al paradigma cartesiano tradicional. El paradigma uCube propone colocar la variable dependiente en el eje horizontal y la variable independiente en el eje vertical, en lugar de al revés como en el modelo cartesiano. Se argumenta que este cambio permite distinguir situaciones que de otra forma se confundirían.
Este documento presenta diferentes modelos y métodos para evaluar la convección forzada de masa en flujo laminar y turbulento. Explica conceptos como la película estancada, la capa límite de concentración y números adimensionales como el número de Schmidt. También describe métodos como el análisis dimensional y su aplicación para calcular coeficientes de transferencia convectiva de masa en casos particulares como una placa plana bajo flujo turbulento.
Este documento presenta el Modelo Unidimensional del paradigma uCube. Explica que la realidad puede conceptualizarse como un punto que se extiende en una línea uni-dimensional con valores positivos a la derecha y negativos a la izquierda. Esta línea representa la variable dependiente "y" que está bajo nuestro control, en contraste con la variable independiente "x" convencional. El modelo muestra cómo esta línea puede dividirse y utilizarse para representar conceptos como el yin yang de la filosofía china.
El documento habla sobre la importancia de la privacidad y la seguridad en línea en la era digital. Explica que los usuarios deben tomar medidas para proteger su información personal, como usar contraseñas seguras y software antivirus actualizado. También enfatiza que las empresas deben implementar políticas claras sobre cómo protegen los datos de los clientes.
El documento trata sobre la evaluación de yacimientos mineros. Explica brevemente la geoestadística y su objetivo de estimar reservas a partir de muestras tomadas. Luego describe los objetivos de construir un modelo geológico para incorporar información cualitativa y cuantitativa que mejore la evaluación del yacimiento. Finalmente, detalla los pasos para construir un modelo de bloques que incluya variables como leyes de metales, litología y recuperación metalúrgica, y así realizar una estimación sólida de las reservas
USO DE TECNICAS DE MODELADO TRIDIMENSIONAL Y GEOESTADISTICA EN CIA. MINERA AT...David F. Machuca-Mory
Presentation for the "V Congreso Nacional de Minería" showing the work I did with my company, T-Matrix S.A.C., between 2003 and 2004 at the Atacocha Mine in central Peru
Este documento trata sobre el flujo de fluidos en conducciones. Explica conceptos como régimen laminar y turbulento, ecuación de Bernoulli, y balance de energía mecánica para fluidos incompresibles. También cubre temas como tipos de fluidos, viscosidad, velocidad media y eficaz, y aplicaciones como el cálculo de la velocidad de salida de un tanque.
Este documento describe un estudio experimental para medir el campo de velocidades dentro de un tanque amortiguador ubicado debajo de un vertedero tipo cimacio. Se utilizó la técnica no intrusiva de trazado de burbujas (BIV) para capturar imágenes de alta velocidad del flujo dentro del tanque durante diferentes cargas de flujo. Los resultados proporcionaron información sobre la magnitud y perfiles de velocidad en todo el tanque, lo que mejora la comprensión de la hidrodinámica compleja dentro de este tipo de estruct
01. El estudio evaluó el desempeño de un estanque de sedimentos de construcción mediante el monitoreo de la calidad del agua de entrada y salida.
02. Se caracterizaron las escorrentías de entrada y salida para evaluar la eficiencia de remoción de sedimentos del estanque.
03. Los resultados proporcionaron información sobre el rendimiento real del estanque de sedimentos frente a su diseño teórico.
Este artículo presenta una investigación numérica de las etapas iniciales de las ondas de rotura de presas utilizando el modelo COBRAS basado en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas de Reynolds. Los resultados numéricos se comparan con datos experimentales existentes y nuevos, mostrando buena concordancia. Se estudian los efectos de la profundidad inicial del agua y el movimiento de ascensión en la onda generada. Además, se discute la turbulencia asociada con la rotura de ondas.
El documento presenta un resumen de tres capítulos de una tesis para optar el título profesional de Ingeniero Civil. El primer capítulo introduce el tema de la investigación, que es el análisis teórico experimental de las fallas en obras de alcantarillado existentes. El segundo capítulo describe los objetivos del estudio, que son observar experimentalmente problemas de diseño de alcantarillado rectangular y comparar modelos numéricos. El tercer capítulo presenta generalidades sobre hidráulica fluvial como parámetros geométricos de ríos,
Este documento presenta dos métodos para aforar canales con flujo rápidamente variado: la caída libre y el salto hidráulico. Respecto a la caída libre, revisa investigaciones desde 1936 que estudian su funcionamiento, incluyendo factores como la rugosidad y pendiente del canal. Existen diferentes expresiones para calcular el caudal, sin consenso sobre cuál es la más precisa. El salto hidráulico permite calcular el caudal usando las ecuaciones de Bélanger. El documento concluye comparando ambos métodos para a
Este documento presenta las ecuaciones fundamentales para el cálculo de flujo uniforme en canales abiertos, incluyendo las ecuaciones de Chezy, Manning y Darcy-Weisbach. Explica los conceptos de flujo laminar y turbulento, y cómo calcular el coeficiente de Manning para diferentes tipos de canales. También cubre temas como canales de sección compuesta, conductos parcialmente llenos y canales con múltiples rugosidades.
Este documento presenta los resultados de una investigación experimental sobre el comportamiento dinámico de las fugas de las ranuras longitudinales en tuberías de polietileno de densidad media (MDPE). Los resultados muestran que el área de fuga y la tasa de flujo aumentan con el tiempo bajo presión constante, destacando la naturaleza dependiente del tiempo y la presión de este tipo de fuga. Se estableció una relación lineal entre el área de fuga y la deformación del material medida, lo que permitirá cuantificar el área de fuga utiliz
Este documento describe el diseño y pruebas de un modelo de micro turbina hidráulica portátil. Se realizó un análisis computacional de las fuerzas de flujo sobre diferentes geometrías de álabes usando elementos finitos para seleccionar cuatro diseños favoritos. Se construyó un modelo a escala 1:5 con álabes de resina epóxica y se probaron en un canal inclinable, midiendo potencia, torque y número de revoluciones. Los resultados concluyeron que la geometría y posición de los álabes afectan signific
Este documento estudia la transferencia de calor en el régimen de transición laminar-turbulento en canales rectangulares mediante simulación numérica directa (DNS). Se muestra que el número de Nusselt local tiene una zona laminar al inicio del canal, seguida por una región intermitente donde el coeficiente alcanza un pico y luego decae hacia un valor correspondiente a un flujo turbulento completamente desarrollado. Los resultados se presentan para números de Reynolds de 5000 y 4200 con número de Prandtl igual a 1 y condición de temperatura de pared un
Este documento presenta la teoría subyacente para simular el flujo de gas en ductos de escape de motores de combustión interna utilizando ondas de presión. Explica que el flujo de gas en los motores es inestable debido a cambios en la presión causados por la apertura y cierre de válvulas. Luego, describe cómo discretizar la tubería en mallas interpolables para simular el movimiento y choque de las ondas de presión a lo largo de la misma, y cómo esto influye en el flujo y rendimiento del motor. Final
Cálculo de una red cerrada mediante el método de "Hardy Cross"Israel Erreyes
El documento presenta el cálculo de la red mallada del sector "La Tebaida" utilizando el método de Hardy-Cross. Se estimó una población futura de 5,910 habitantes y un caudal de diseño de 67.09 l/s. Los resultados mostraron velocidades excesivas en 4 líneas, por lo que se modificaron los diámetros para mejorar el diseño.
Mètodo para calcular el caudal de un sistema de drenaje vial superficialyugleidy100613
Este documento presenta dos métodos para calcular el caudal de un sistema de drenaje vial superficial: 1) el método de velocidad y sección, que involucra medir el área y la velocidad del agua, y 2) el método racional, que estima el caudal máximo basado en la intensidad de la lluvia, el coeficiente de escorrentía y el área de la cuenca. También explica cómo construir curvas de intensidad-duración-frecuencia a partir de datos pluviométricos históricos.
Este documento describe diferentes tipos de flujo en conductos, incluyendo flujo permanente uniforme y variado, flujo laminar y turbulento, y flujo unidireccional. También explica conceptos como número de Reynolds, flujo gradual y rápidamente variado, y elementos de flujos unidireccionales como pantallas difusoras, sistemas de regulación de velocidad y canalización y retorno del aire.
Este documento describe métodos para predecir cómo cambia un hidrograma (curva de caudal en función del tiempo) a medida que fluye a lo largo de un cauce o a través de un embalse. Explica el método de Muskingum, que calcula el hidrograma de salida a partir del de entrada usando constantes K y X que dependen de las características del cauce o embalse. También menciona otros métodos hidrológicos y hidráulicos, así como el método de Muskingum-Cunge que combina enfoques hidráulicos
El documento resume los conceptos clave relacionados con la filtración de fluidos a través de suelos, incluyendo la determinación del coeficiente de permeabilidad, las presiones en los suelos, la teoría y construcción de redes de flujo, y la aplicación de estas redes para analizar la filtración. Se explican los procedimientos para medir la permeabilidad, las presiones en los suelos, y cómo construir y utilizar redes de flujo para modelar la filtración a través de diferentes materiales.
Este documento describe la pérdida de carga en tuberías. Explica que la pérdida de carga se debe a la fricción entre el fluido y las paredes de la tubería, lo que reduce la energía del fluido. Presenta diferentes fórmulas para calcular la pérdida de carga, como las fórmulas de Darcy-Weisbach y Hazen-Williams. El objetivo del experimento de laboratorio es determinar los coeficientes de estas fórmulas para el material de la tubería utilizando mediciones de velocidad, gasto, longitud y
Se muestran los principios del análisis dimensional. El teorema pi de Buckingham, Algunos ejemplos, ejercicios propuestos. Y de la parte de semejanza dimensional, de una manera rápida se muestran sus bases y se desarrolla un ejemplo detallado, además de proponer una serie de ejercicios.
LABORATORIO N°5 (FLUJO EN SISTEMA DE TUBERIAS)-MECANICA DE FLUIDOS II- UNSAACALEXANDER HUALLA CHAMPI
cusco - universidad nacional san antonio abad del cusco - facultad de ingenieria civil - laboratorio de macanica de fluidos 2 - FLUJO EN SISTEMAS DE TUBERIAS
LABORATORIO N°5 (FLUJOLABORATORIO N°5 (FLUJO EN SISTEMA DE TUBERIAS)-MECANICA...ALEXANDER HUALLA CHAMPI
cusco - universidad nacional san antonio abad del cusco - facultad de ingenieria civil - laboratorio de macanica de fluidos 2 - FLUJO EN SISTEMAS DE TUBERIAS
El documento presenta los resultados obtenidos mediante el programa HY8 para el diseño de dos alcantarillas: una de tipo cajón y otra circular. Para la variante 1 de cajón, se obtuvieron los caudales mínimo, de diseño y máximo, así como parámetros geométricos y de flujo. Para la variante 2 circular, también se determinaron caudales y parámetros como el diámetro, pendientes y cotas. El programa HY8 permite modelar y analizar hidráulicamente diferentes configuraciones de alcantarillas para definir la opción más adecuada
1. IAHR AIIH
XXV CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA
SANTAGO, CHILE, AGOSTO 2014
MODELACIÓN NUMÉRICA TRIDIMENSIONAL DE DISPOSITIVOS
HIDROCINÉTICOS MEDIANTE DISCOS ACTUADORES
Karina Soto, Ignacio Córdova, Maricarmen Guerra y Cristián Escauriaza
Pontificia Universidad Católica de Chile, Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental, Chile
knsoto@uc.cl, ijcordov@uc.cl, mnguerra@uc.cl, cescauri@ing.puc.cl
RESUMEN
El uso de tecnologías para la extracción de energía proveniente del mar es una técnica que
aún está en desarrollo. La complejidad de su comprensión recae en la interacción entre el flujo, la
batimetría y las turbinas marinas hidrocinéticas (MHK). Es por esto que es necesario estudiar la
dinámica del flujo a través de modelos numéricos que sean capaces de describir las estelas y que a
su vez sean asequibles.
El propósito de esta investigación es utilizar discos actuadores que simulen turbinas en un
flujo tridimensional. Por un lado, se tomaron datos de un canal de laboratorio y para obtener los
datos de entrada del modelo, y para la validación de este mismo. Por otro lado, se realizaron
modelaciones numéricas computacionales con diferentes arreglos de discos. Finalmente se
describieron las estelas que se producen cuando el flujo atraviesa los discos y cómo estas
interactúan entre sí. Además se hizo un análisis del efecto en el fondo de canal que tiene la
implementación de los discos.
ABSTRACT:
The use of technologies for extraction of marine energy is a technique which is still in
development. The complexity of its comprehension lies in the interaction between the flow, the
bathymetry and the marine hydrokinetic (MKH) turbines. For this reason it is necessary to study the
flow dynamic through numeric models that are capable to describe the wakes and that are
affordable at the same time.
The purpose of this investigation is to use actuator disks that simulate turbines in a
tridimensional flow. On one hand, we took data from a flume to get the input data of the model and
for its validation. On the other hand, we made numerical computational simulations with different
disk arrays. Finally, we described the wakes that are generated when the flow crosses the disks and
how they interact with each other. Also we analyzed the effect on the bottom of the channel that has
the disks implementation.
PALABRAS CLAVE: energía marina; Turbinas hidrocinéticas; discos actuadores; modelos
numéricos 3D.
2. INTRODUCCIÓN
En el último tiempo la necesidad por encontrar nuevas formas de generar energía ha ido
aumentando. Una de estas opciones es el uso de turbinas marinas hidrocinéticas (marine
hydrokinetic MHK) para extraer energía de las corrientes de marea. Sin embargo, esta técnica aún
no se ha desarrollado lo suficiente como para ser incorporado en gran medida en el sistema eléctrico
interconectado (Khan et al, 2008; Güney & Kaygusuz, 2010). Para ello es necesario realizar un
estudio de la eficiencia que podrían tener y cómo deben ser dispuestos los dispositivos para
aprovechar al máximo el potencial de la zona dónde se instalen.
Además de la eficiencia que puedan alcanzar las turbinas MHK, es necesario realizar un
análisis sobre el impacto a gran escala que producirían en las regiones costeras. Entre los efectos
que podría producir su instalación están el cambio en la erosión del lecho y alteraciones en el
ecosistema por la extracción de energía ("polagye10", 2011).
Las simulaciones numéricas son una buena herramienta para evaluar los flujos en los
dispositivos MHK. Sin embargo este análisis es difícil, dado que los estudios generalmente se
realizan sobre batimetrías complejas y altos números de Reynolds. La instalación de granjas de
turbinas genera gran variabilidad en el flujo, por lo que se requieren modelos capaces de captar las
estructuras coherentes a gran escala.
Estudios de flujos dominados por estructuras coherentes turbulenta que emergen de las
inestabilidades a gran escala (Paik et al, 2007; Paik, Escauriaza, & Sotiropoulos, 2010; Escauriaza
& Sotiropoulos, 2011c) han demostrado que los modelos híbridos de turbulencia URANS / LES
como el enfoque DES (Detached eddy simulation) (Spalart et al, 1997; Spalart, 2009) puede
resolver esencialmente todas las escalas de turbulencia producidas por obstáculos en canales o
arroyos. Por lo tanto, los campos de flujos inestables que se obtienen a partir de estos cálculos
pueden constituir un marco ideal para estudiar el flujo a través de dispositivos MHK y las
interacciones entre las estelas utilizando pocos recursos computacionales.
El objetivo de esta investigación es usar datos de laboratorio basados en experiencias anteriores
(Xiao et al 2013; Myers & Bahaj, 2010, 2012) y usarlos en simulaciones numéricas usando el
enfoque DES, implementando discos actuadores (Burton, Sharpe, Jenkins, & Bossanyi, 2001; Calaf
et al, 2010, 2011) para describir la interacción entre las estelas y el efecto que tendrían las turbinas
en el fondo del canal.
El trabajo se organiza de la siguiente manera: En el segundo capítulo se describen las
características del flujo y las dimensiones del canal a estudiar. En el tercer capítulo se describen las
características de los discos porosos y el porqué de su elección. En la cuarta sección se presenta el
modelo numérico y las observaciones del flujo global. En la quinta sección se muestran las
características instantáneas del flujo. En la sexta sección se Muestra un análisis del efecto de los
discos en el fondo del canal. Finalmente se presentan las conclusiones y los trabajos a futuro.
3. DESCRIPCIÓN DEL FLUJO
Las experiencias de laboratorio fueron realizadas en un canal del Departamento de Ingeniería
Hidráulica y Ambiental de la Universidad Católica de Chile. Este tiene un ancho b=2 m, un largo
l=11 m, una altura de agua h=0,27 m y una pendiente nula (Ver Figura 1). Aguas arriba hay una
bomba que entrega un caudal Q= 0,1224 m3/s que llega a un estanque de carga y luego pasa por un
disipador de energía para estabilizar el flujo. Finalmente el cauce es depositado en un vertedero
diseñado para evitar que el flujo se acelere aguas arriba. El número de Reynolds R del flujo es
aproximadamente 61.200.
Figura 1.- Esquema de las dimensiones del canal de laboratorio.
Para conocer el campo de velocidades del canal se usaron dos ADV (Acoustic Doppler
Velocimeter). Uno de ellos fue puesto en un punto fijo para obtener velocidades de referencia,
mientras que con el otro se tomaron mediciones en 76 puntos del canal. La finalidad de esto fue
tener velocidades de referencia para reducir errores en las mediciones. Más adelante, se ingresaron
1 y 5 discos porosos a dicho canal y se repitieron las mismas pruebas hechas con los ADV.
CARACTERÍSTICAS DE LOS DISCOS POROSOS
Es importante conocer las características de los discos porosos usados en el laboratorio, puesto
que en las simulaciones será necesario ingresar estos datos para realizar los cálculos
correspondientes.
En primer lugar, se decidió trabajar con discos porosos que tuvieran una escala de 1:150 con
respecto a las turbinas de primera generación. Dado que las medidas de estas van desde los10 m a
los 15 m, los discos tendrán un diámetro D=0.1 m
En cuanto a la porosidad del disco, se hizo una revisión del artículo de Xiao et al. (2013) y se
tuvo una comunicación directa con el autor principal del artículo de Myers y Bahaj (2010).
Finalmente se decidió fabricar en el laboratorio, discos con una porosidad 0.453.
Para conocer el coeficiente de empuje 𝐶 𝑇 se calculó la fuerza que los discos ejercen sobre el
flujo 𝐹𝑇 . Esta fue calculada usando celdas de carga del tipo Beam and Single Point en un canal de
laboratorio. Conociendo este parámetro, se puede calcular el coeficiente de empuje con la siguiente
relación:
𝐶 𝑇 =
2 𝐹 𝑇
𝐴0 𝑈0
2 [1]
Dónde U0 es la velocidad media del flujo y A0 es el área del disco. En la Figura 2 se muestra un
esquema simple de este experimento. Finalmente se obtuvo un valor de 𝐶 𝑇 = 1.14367.
4. Figura 2.- Esquema de experiencia de medición del coeficiente de empuje.
MODELO NUMÉRICO Y FLUJO GLOBAL
En las simulaciones del flujo incompresible se usaron las ecuaciones no-permanentes de
Reynolds para la conservación de masa y cantidad de movimiento en tres dimensiones. El modelo
usado fue el híbrido de turbulencia DES (detached eddy simulation) (Spalart y Allmaras, 1994).
Lejos de las paredes, el modelo actúa como LES (large-eddy simulation), sin embargo, como este
no funciona adecuadamente para escalas menores de turbulencia, cerca de las paredes actúa como
URANS (unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes). Para las condiciones de bordes se usó
velocidad nula en las paredes y en la superficie se extrapoló la velocidad para no generar un
esfuerzo de corte adicional. Este modelo es presentado con más detalle nos los artículos Paik et al,
2007, 2009, 2010; Paik y Sotiropoulos, 2010; Escauriaza y Sotiropoulos, 2011.
A dicho modelo, se le agregaron subrutinas capaces de incorporar discos actuadores y de añadir
la fuerza 𝐹𝑇 , que estos ejercen sobre el flujo, a las ecuaciones de Reynolds.
i) DATOS DE ENTRADA
Para crear la malla se adimensionalizaron las longitudes del canal por la altura de agua h. Se
trabajó con una discretización de más de 10 millones de nodos, con mayor resolución en las paredes
y al centro de la malla, donde fueron colocados los discos.
Para empezar las simulaciones es necesario ingresar un perfil de velocidades de entrada (ver
Figura 3). Para esto, se utilizaron los datos medidos con el ADV en el laboratorio, y se
adimensionalizó con una escala de velocidad de 0.2267 m/s. Además, es necesario especificar la
cantidad de discos, los nodos donde se posicionará su centro y el radio y la porosidad respectiva de
estos, junto con el coeficiente de empuje ya mencionado.
En este trabajo se hicieron simulaciones para tres configuraciones diferentes como se muestra
en la Figura 4. Cabe destacar que la configuración (i) de la Figura, fue realizada en el laboratorio
con anterioridad.
Figura 3.- Perfil de velocidad 𝑢 de entrada medido en el laboratorio. Este mismo fue utilizado como
input para las simulaciones.
Celda de carga de 300 [g]
Disco Poroso
Flujo de Agua
5. Figura 4.- Esquema de la disposición de discos de diámetro D para tres configuraciones diferentes (i, ii y
iii). En todos los casos, el centro de los dispositivos está a una altura de 0.6 desde el fondo, sobre una altura
de agua adimensional e igual a 1.
ii) PERFILES PROMEDIADOS EN EL TIEMPO
A continuación, se presenta el perfil de velocidad en sentido del flujo 𝑢, obtenido del
laboratorio, comparado con el obtenido de las simulaciones numéricas. Las diferencias se deben a
que las mediciones fueron tomadas con una menor resolución que la de las simulaciones. Sin
embargo la velocidad tiene los mismos órdenes de magnitud y siguen la forma del perfil medido.
Figura 5.- Perfil de velocidad 𝑢 para la primera configuración de discos a una distancia 4D y 5D aguas
abajo del disco. La línea azul corresponde a un perfil medido en el laboratorio, mientras que la roja es
resultado de las simulaciones numéricas.
6. Figura 6.- Perfil de velocidad 𝑢 promediada en el tiempo para las tres configuraciones. Esta imagen
corresponde a un plano horizontal que pasa por el centro de las turbinas. Se observa que la velocidad
promedio es ligeramente mayor cuando aumenta el número de dispositivos.
FLUJO INSTANTÁNEO
Para analizar la dinámica tridimensional coherente del flujo, se usará el escalar q (Hunt et al.
1988) definido como:
𝑞 =
1
2
(ΩijΩij − 𝑆𝑖𝑗 𝑆𝑖 𝑗) [2]
Donde Ω𝑖𝑗 y 𝑆𝑖𝑗 denotan la parte antisimétrica y simétrica del tensor del gradiente de
velocidades respectivamente. En las regiones donde se cumple que q>0 la velocidad de rotación
local domina sobre la velocidad de deformación, por lo tanto es posible identificar los vórtices. A
continuación se presentan iso-superficies de 𝑞 para las tres configuraciones.
7. Figura 7.- Imagen instantánea de iso-superficies del escalar q (Hunt et al. 1988), permite visualizar la
dinámica tridimensional de las estructuras coherentes que pasan por los discos actuadores para las tres
configuraciones. Estas, están coloreadas de acuerdo a la presión. Se observa que la primera configuración
tiene una mayor presión a lo largo de la estela. Por otro lado, en la tercera configuración se observa una zona
de presión cercana a cero que disminuye drásticamente cuando las estelas se encuentran con la fila de discos
que están hacia aguas abajo.
8. ANÁLISIS DE VELOCIDAD DE CORTE EN EL FONDO DEL CANAL
Además de analizar el efecto de las turbinas en el flujo, es importante saber cuál es el efecto que
estas tendrían en el fondo del canal. Es por esto que se calculó la velocidad de corte definida como:
𝑢∗ = √
𝜏
𝜌
[3]
A continuación se muestran imágenes obtenidas de las simulaciones sobre el efecto de los
dispositivos en el fondo del canal.
Figura 8.- Velocidad de corte en un plano al fondo del canal producido por un disco actuador a lo largo
del tiempo.
Figura 9.- Velocidad de corte en un plano al fondo del canal producido por cinco discos actuadores
dispuestos como en la configuración (ii) a lo largo del tiempo. Se observa un claro aumento en la magnitud
de esta variable con respecto a la figura anterior con solo una turbina.
9. CONCLUSIONES
La similitud entre los perfiles de velocidad promedio medidos y los simulados permiten
validar el modelo. Sin embargo se sugiere adoptar una mejor resolución al momento de tomar datos
de velocidad para tener una mejor precisión en la respuesta. Los perfiles de velocidad promedio en
sentido del flujo no varían demasiado al agregar dispositivos en el flujo, sin embargo se observan
grandes cambios en la presión. Sobre todo cuando se disponen cinco dispositivos con una mayor
distancia en el sentido del flujo.
Al observar las isosuperficies del escalar 𝑞, se concluye que las estelas de la configuración
que tiene una menor distancia en el sentido del flujo (configuración ii), presentan una mayor
interacción entre sí.
La velocidad de corte en el fondo, por otro lado, crece considerablemente al aumentar de
una a cinco turbinas. Esta no solo se ve aumentada en la zona de los dispositivos, si no que en los
bordes también se observa un aumento de este parámetro.
Con respecto a los trabajos a futuro, se sugiere realizar las mismas simulaciones con
batimetrías más complejas. Además se propone complementar el estudio del esfuerzo de corte en el
fondo con estudios de granulometría para realizar un análisis completo sobre la erosión producida
por estos dispositivos.
10. REFERENCIAS
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