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Title: Modelación numérica CFD del flujo en una rápida escalonada incorporando tabiques triangulares alternados, con flujo de aproximación subcrítico, utilizando el programa ansys fluent.
Authors: Yambombo Guanutaxi, Javier Gustavo
Keywords: RECURSOS HIDRICOS
HIDRAULICA
Issue Date: 8-Nov-2021
Publisher: Quito, 2021
Citation: Yambombo Guanutaxi, J. G. (2021). Modelación numérica CFD del flujo en una rápida escalonada incorporando tabiques triangulares alternados, con flujo de aproximación subcrítico, utilizando el programa ansys fluent. 210 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Computational Fluid Dynamics (CFD) is a computer technique that allows the simulation of fluid movements in complex geometries and with an extraordinary level of detail. The interest lies in evaluating the energy dissipation rates generated by the rapid echelon of original and modified geometry with alternating partitions in the tread tread. Both models have been developed in the experimental study of the PIMI 16-06-P1-T1 project, whose results are useful for the calibration and validation of the numerical models. The selected CFD trading package is ANSYS Fluent. The parameters analyzed for the calibration of the numerical model were mesh sizes and turbulence models. In this sense, the selection of the mesh size for the refinement zone was determined based on the resolution of the viscous sublayer and the application of mesh independence. While the selection of the turbulence model was made based on the sensitivity analysis of the results generated by the different turbulence models recommended by the scientific community for this type of hydraulic structures. Finally, the load dissipation values, mean air concentration and equivalent friction factor of both models were determined. The original staggered rapid is the one with the best energy dissipation rates (82.03% to 86.23%), compared to the modified rapid (78.21% to 85.24%), for the range of test flow rates.
Description: La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una técnica informática que permite simular movimientos de fluidos en geometrías complejas y con un nivel detalle extraordinario. El interés radica en evaluar las tasas de disipación de energía que genera la rápida escalonada de geometría original y modificada con tabiques alternados en la huella de los escalones. Ambos modelos, han sido desarrollados en el estudio experimental del proyecto PIMI 16-06-P1-T1, cuyos resultados son útiles para la calibración y validación de los modelos numéricos. El paquete comercial CFD seleccionado es ANSYS Fluent. Los parámetros analizados para la calibración del modelo numérico fueron los tamaños de mallado y los modelos de turbulencia. En este sentido, la selección del tamaño de malla para la zona de refinamiento se determinó en base a la resolución de la subcapa viscosa y la aplicación de la independencia de mallado. Mientras que la selección del modelo de turbulencia se realizó en base al análisis de sensibilidad de resultados que genera los distintos modelos de turbulencia recomendado por la comunidad científica para este tipo de estructuras hidráulicas. Finalmente se determinaron los valores de disipación de carga, concentración media de aire y factor de fricción equivalente de ambos modelos. Siendo la rápida escalonada original la que mejores tasas de disipación de energía presenta (82.03% a 86.23%), frente a la rápida modificada (78.21% a 85.24%), para la gama de caudales de prueba.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21913
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