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Title: Análisis numérico del lavado hidráulico (flushing) de un embalse.
Authors: Galarza Hidalgo, José Luis
Keywords: SIMULACIÓN NUMERICA
MECÁNICA COMPUTACIONAL
Issue Date: 11-Oct-2021
Citation: Galarza Hidalgo, J.L. (2021). Análisis numérico del lavado hidráulico (flushing) de un embalse. 86 hojas. Quito : EPN.
Abstract: This work develops the numerical simulations of the reservoir flushing, using the finite difference method, applied with the commercial software FLOW 3D. The RANS turbulence model k-ω was used to predict the liquid phase, while the Meyer-Peter Müller model was applied to estimate the sediment drag. The numerical simulations were carried out three-dimensionally in a transitory state. The results present an analysis of the specific case of the Toachi dam, located in the province of Santo Domingo de los Tsachilas in Ecuador. An analysis of the flow from the reservoir to the bottom drains is presented, as well as the sediment removed, starting from a critical condition of accumulation of solid material in the area near the dam, once the two bottom drains come into operation, with a 100% aperture. In this process, the predominant size of the accumulated sediments is considered, as well as their height in the area near the dam. An important factor for the analysis corresponds to the shape of the reservoir basin that remains at the close of the construction phase of the project, scheduled for 2021. For validation, the numerical results have been compared with the experimental study in physical model, carried out by the Escuela Politécnica Nacional in 2012. Finally, it is shown that the best alternative for the Toachi-Pilatón project is to form an approach channel to the bottom drains to improve the efficiency of the hydraulic flushing.
Description: La presente Tesis de grado desarrolla simulaciones numéricas del flujo de lavado del embalse, utilizando el método de diferencias finitas, a través del software comercial FLOW 3D. El modelo de turbulencia RANS de dos ecuaciones k-ω fue utilizado para la predicción de la fase liquida, mientras el modelo de Meyer-Peter Müller fue aplicado para la estimación del arrastre de los sedimentos. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo tridimensionalmente en estado transitorio. Los resultados presentan un análisis del caso específico de la presa Toachi, localizada en la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas en Ecuador. Los resultados presentan un análisis del flujo desde el embalse hacia los desagües de fondo, así como del sedimento removido, partiendo de una condición crítica de acumulación del material sólido depositado junto a la presa, una vez que los dos desagües de fondo entran en operación con una apertura del 100%. Se ha considerado el tamaño predominante de los sedimentos acumulados, así como la altura de estos en la zona próxima a la presa. Un factor importante para el análisis corresponde a la forma del vaso del embalse que queda al cierre de la fase de construcción del proyecto. Para validación, se ha realizado una comparación cualitativa de resultados numéricos con los presentados en el estudio experimental en modelo físico, realizado por la Escuela Politécnica Nacional. Finalmente, se demuestra que la mejor alternativa para el proyecto Toachi-Pilatón es conformar un canal de aproximación hacia los desagües de fondo para mejorar la eficiencia del lavado hidráulico.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21868
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