Simulación numérica tridimensional de flujos de escombros mediante el método de volúmenes finitos de un modelo experimental a escala cuasireal

Abstract

La presente tesis resume el desarrollo, calibración y validación de un modelo numérico de flujos de escombros en OpenFOAM, un software libre de código abierto que usa la dinámica de fluidos computacional mediante el método de volúmenes finitos. Para ello se adaptó el solver interMixingFoam, el cual considera tres fases; aire, lodo y grava, siendo los dos últimos miscibles, y usando el método de volumen de fluido para capturar la interfase. El modelo numérico desarrollado se ha calibrado mediante la simulación de eventos de flujos de escombros en un modelo físico a escala cuasireal en una microquebrada instrumentada ubicada en el distrito de Huamantanga. Los resultados de las simulaciones numéricas de la posición y velocidad del frente de la onda se han comparado con las del modelo experimental y se pudo observar que es posible modelar flujos de escombros en terrenos complejos con buena precisión de malla, y que el modelo de turbulencia de Simulación de Grandes Remolinos: oneEqEddy es el adecuado para caracterizar a los flujos de escombros típicos. El modelo presentado hace distinción de las principales componentes de los flujos de escombros con respecto a la literatura actual, dada la carencia de datos consistentes que los caractericen, pudiendo ser aplicable para simular distintos tipos de eventos.