Comparación entre modelo numérico y físico del segundo aliviadero de excedencia - Presa Sabana Yegua

Abstract

La tesis tiene por objetivo comparar el comportamiento del flujo a diferentes caudales en el segundo aliviadero de excedencias de la Presa Sabana Yegua, ubicada en la provincia de Azua (República Dominicana), usando modelos de simulación numérica desarrollados en ANSYS, junto con el modelo físico construido por el Instituto de Hidráulica, Hidrología e Ingeniería Sanitaria de la Universidad de Piura. Con lo que, mediante el programa de simulación ANSYS, se obtuvieron las velocidades del flujo en distintas secciones de estudio, haciendo principal énfasis en la rápida de pendiente variable. Las velocidades del modelo físico fueron tomadas en base a los ensayos realizados en la estructura a escala. De esta manera, con la información obtenida, se compararon ambos modelos haciendo un análisis del comportamiento del flujo y, con ello, se identificó a partir de qué número de Froude en régimen supercrítico se presentan dispersiones significativas entre ambos modelos. Como resultado adicional, para determinar la influencia de los aireadores, se construyó un modelo numérico sin la presencia de aireadores y se compararon los resultados entre ambos modelos, tanto en velocidad, como en esfuerzos cortantes en la base. Ante la presencia de flujos supercríticos con Froude mayor a 4, se obtuvieron porcentajes de error entre el modelo físico y numérico por debajo del 10%, con dispersiones de velocidades relativamente bajas. Sobre los aireadores, además de generar concentraciones de aire que protegen a la base de la rápida de riesgos de cavitación, disminuyen en hasta un 68% los esfuerzos cortantes en el fondo de la estructura. Por lo que, se constató que los modelos numéricos desarrollados en ANSYS simulan de una forma muy cercana el comportamiento del flujo, incluso, en condiciones de turbulencia. Por lo demás, los aireadores son de mucha importancia en su función de prevenir la cavitación en las estructuras hidráulicas.