Caracterización de descargas hidráulicas mediante técnicas CFD

Las presas hidráulicas son componentes complejos e importantes que se utilizan en sistemas de distribución de agua, redes de alcantarillado, sistemas de alcantarillado y sistemas de control de aguas pluviales y brindan control de nivel en reservorios, canales y embalses, también ayudan a desviar flujos y elevar el nivel del agua.

Los vertederos hidráulicos vienen en diferentes formas y tamaños. Hay presas de paredes delgadas y gruesas, presas laterales, presas circulares, parabólicas, triangulares, rectangulares y trapezoidales.

La instalación de estos elementos complejos en los sistemas mencionados anteriormente es cada día más frecuente. El problema que surge en el uso de estas complejas geometrías es la dificultad para determinar a priori la capacidad según el caudal de agua que contienen y es necesario incluir su representación en los modelos de análisis de las redes de alcantarillado e. drenaje, donde se nos impone la necesidad de caracterizar los vertederos.

Existen numerosos estudios experimentales que intentan evaluar la capacidad hidráulica de este tipo de dispositivos, pero muchos modelos prácticos de canales de hoja libre que antes eran estudiados de forma clásica mediante experimentos hidráulicos ahora se resuelven utilizando los modelos de Dinámica de fluidos computacional (CFD).

El objetivo de este trabajo se centra en la validación de tecnologías basadas en la dinámica de fluidos computacional (CFD) como alternativa para caracterizar adecuadamente las presas hidráulicas.

Contenido:

• INTRODUCCIÓN GENERAL
  • INFORMACIÓN GENERAL DE CANALES Y CARACTERIZACIÓN DE DESCARGAS
    • Presentación del canal
      • tipos de canales
      • Características geométrico-hidráulicas de los canales y la sección transversal de un canal.
        • Sección prismática del canal
        • Características geométricas de los canales y sección transversal de un canal.
        • Parámetros hidráulicos de canales y sección transversal de un canal
        • Formas de canal y velocidad media
        • Rugosidad de un canal
      • Tipos de dieta en corrientes de hojas libres
        • Variabilidad temporal
        • Variabilidad espacial
        • Influencia de la viscosidad
        • Influencia de la gravedad
    • caracterización de vertederos
      • Definición, función de los vertederos
      • Partes de un vertedero
      • Clasificación de vertederos.
      • Estado del arte en caracterización de vertederos
      • Fórmulas teóricas para la eliminación en vertederos.
        • ráfagas rectangulares
        • vertederos triangulares
        • Desbordes trapezoidales: aliviadero tipo Cipolletti
        • Aliviadero de paredes gruesas (o cresta ancha)
        • Aliviadero lateral: Aliviaderos
  • METODOLOGÍA DE TRABAJO Y ANÁLISIS DE TIERRAS MEDIANTE TÉCNICAS
    CFD
    
    • Metodología de trabajo
      • Análisis mediante técnicas CFD del comportamiento de descarga
      • Validación experimental del comportamiento de descarga
        • Descripción de la configuración experimental
        • Características de los 3 umbrales: triangular, rectangular y trapezoidal
        • Metodología experimental.
        • Ver el nivel freático
      • Comparación de los resultados obtenidos con los disponibles en la literatura.
      • Aplicar los resultados al modelo SWMM 5
    • Análisis de vertederos hidráulicos mediante técnicas CFD
      • Definición de geometría
      • generación de malla
      • Definición de condiciones de contorno
      • Modelo de computadora: Calibración del solucionador de cálculos y resolución de problemas
      • Post-procesamiento: procesamiento de datos digitales
  • ANÁLISIS DE RESULTADOS DE CARACTERIZACIÓN DE DESCARGA HIDRÁULICA MEDIANTE TÉCNICAS CFD
    • Presentación y análisis de resultados
      • de El estudio
      • Técnicas CFD
      • Experimental
      • Comparación de los resultados obtenidos con la literatura
    • Aplicar el comportamiento en SWMM 5
  • CONCLUSIÓN GENERAL
  • REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Autor: © NGAMALIEU NENGOUE, ULRICH AURÈLE
Universidad Politécnica de Valencia – Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental | TFM | Caracterización de descargas hidráulicas mediante técnicas CFD

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