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http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21723
2024-03-28T12:50:49ZSimulación numérica bidimensional del flujo generado por la rotura de una presa y análisis de la zona de afectación utilizando el software Iber, caso en estudio: Presa Chiquicahua ubicada en el cantón Ambato, Provincia de Tungurahua.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25041
Título: Simulación numérica bidimensional del flujo generado por la rotura de una presa y análisis de la zona de afectación utilizando el software Iber, caso en estudio: Presa Chiquicahua ubicada en el cantón Ambato, Provincia de Tungurahua.
Autor: Suárez Naranjo, Paulina Elizabeth
Director: Ortega Lara, Patricio Rubén
Resumen: The purpose of this study is to identify the affected areas due to the failure of the Chiquicahua dam,highly relevant information that will serve to prepare emergent or contingency plans due to the probability of occurrence of an extraordinary event. The program used is Iber, a free-use software that allows numerical simulation of flow in rivers. For this, several points of interest are identified such as buildings with a greater flow of people and civil infrastructure of various services to determine the degree of affectation. Different scenarios are proposed to determine the areas that will be flooded and the danger that entails; the classification of the degree of danger will be governed by international standards as the Spanish code RD9/2008 and the American code FEMA, so it allows to differentiate the different classification modes of each code, as well as determine maximum velocities, maximum depths, Froude number and erosion and sedimentation processes in the study area.
Descripción: El presente estudio tiene el propósito de identificar las zonas de afectación debido a una posible rotura de la presa Chiquicahua, información de gran relevancia que servirá para la elaboración de planes emergentes o de contingencia ante la probabilidad de ocurrencia de un evento extraordinario. El programa que se utiliza es el Iber, un software de uso libre que permite la simulación numérica de flujo en ríos. Para esto, se identifica varios puntos de interés como edificaciones con mayor flujo de personas e infraestructura civil de varios servicios para determinar su grado de afectación. Se plantea diferentes escenarios para poder determinar las zonas que serán inundadas y el peligro que conlleva; la clasificación del grado de peligrosidad estará regida bajo normas internacionales como el código español RD9/2008 y el código americano FEMA por lo que permite diferenciar los distintos modos de clasificación de cada código, así como también se determina velocidades máximas, calados máximos, numero de Froude y los procesos de erosión y sedimentación en la zona de estudio.2023-10-01T00:00:00ZDesarrollo de una herramienta Serious Gaming para la toma de decisiones en la Gestión Integrada de Recursos Hídricos en la cuenca del río San Pedro.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25024
Título: Desarrollo de una herramienta Serious Gaming para la toma de decisiones en la Gestión Integrada de Recursos Hídricos en la cuenca del río San Pedro.
Autor: Reinoso Chisaguano, Iván Camilo
Director: Zapata Ríos, Xavier Eduardo
Resumen: Nowadays, a poor integrated water resources management (IWRM) can occur due to a lack of communication
between stakeholders, water users and institutions within a river basin, among other reason. Each one of the
stakeholders has a separate agenda, and therefore, there is a duplication of efforts, interference in the
management and even contradiction in the decisions taken. The objective of this study is to develop a serious
game of simulation and strategy to stimulate communication among stakeholders and improve decision making
based on a common vision, applied to a case study in the upper part of the San Pedro river basin. In the game's
story, players represent the Watershed Council, who will decide the future of the watershed by making
decisions on new demands, land use change, conservation areas, among others. The game has a total period of
30 years, divided into 3 subperiods, in which decisions will generate impacts that will be simulated in the
WEAP modeling software. The decisions are represented by indicators in a graphical interface allowing the
user to observe the behavior of the water resource in a visual and playful way. The results reflect the experience
and feedback obtained in two workshops carried out to evaluate the usability of the tool with 26 participants. In
conclusion, it was determined that the game is a tool that allows the acquisition of knowledge on complex
issues, facilitates communication among stakeholders and thus, improves decision making in IWRM.
Descripción: En la actualidad existe una deficiente gestión integral del recurso hídrico (GIRH) en cuencas hidrográficas por
falta de comunicación entre las partes interesadas, usuarios del agua e instituciones, entre otras causas. Cada
una lleva una agenda separada, en consecuencia, hay una duplicación de esfuerzos, interferencia en las
gestiones y hasta contradicción en las decisiones que se toman. El objetivo del presente estudio es desarrollar
un juego serio de simulación y estrategia para incentivar la comunicación entre los involucrados y mejorar la
toma de decisiones basadas en una visión común, aplicado a un caso de estudio en la cuenca alta del río San
Pedro. En la historia del juego los jugadores representan el Consejo de Cuenca, quienes enrumban el futuro de
la cuenca al tomar decisiones sobre nuevas demandas, cambio de uso del suelo, áreas de conservación, entre
otras. El juego tiene un periodo total de 30 años, divididos en 3 subperiodos, en los cuales las decisiones
generarán impactos que serán simulados en el software WEAP. Las decisiones están representadas mediante
indicadores en una interfaz gráfica permitiendo al usuario observar el comportamiento del recurso hídrico de
una manera visual y lúdica. Los resultados recogen la experiencia y retroalimentación, mediante encuestas
realizadas en dos talleres de evaluación de la usabilidad de la herramienta con 26 participantes. En conclusión,
se determinó que el juego es una herramienta que permite adquirir conocimientos de temáticas complejas,
facilita la comunicación de las partes interesadas y por ende mejora la toma de decisiones en la GIRH.2023-11-09T00:00:00ZModelación numérica del flujo turbulento causante de la socavación alrededor de una pila circular de un puente empleando la dinámica de fluidos computacional (CFD) – Ansys .
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22010
Título: Modelación numérica del flujo turbulento causante de la socavación alrededor de una pila circular de un puente empleando la dinámica de fluidos computacional (CFD) – Ansys .
Autor: Pinto Usuay, William Fernando
Resumen: Scour in bridge piers can lead to their collapse. This research addresses it using computational fluid dynamics employing ANSYS Fluent software. Generating scour on the sand surface was reached by programming an algorithm that models sediment transport and mesh adaptation. The algorithm was developed in C language as a User Defined Function (UDF) and compiled with the solver.
It performs a mesh sensitivity analysis and turbulence analysis with the k-epsilon and k-omega models. Comparison of the experimental speeds and the simulations indicate that the numerical modeling performed with the k-omega turbulence model, 16 mm mesh size, and one-hour simulation presented 81% similarity in the y = 7 cm plane. Regarding turbulence, the turbulent kinetic energy analysis found similarities in the trends of the curves but differences in the magnitudes. The scour hole dimensions present similar values on the sides of the pile but differences in its front part and depth.
Descripción: La socavación en las pilas de puentes puede llegar a generar su colapso, esta investigación la aborda empleando la dinámica de fluidos computacional a través del software ANSYS Fluent. Para generar la socavación en la superficie de arena se programó un algoritmo que modela el transporte de sedimentos y la adaptación del mallado, el cual fue desarrollado en lenguaje C como una Función Definida por el Usuario (UDF) para ser compilada en el solucionador.
Se realizó un análisis de sensibilidad de malla, también un análisis de la turbulencia con los modelo k-épsilon y k-omega. La comparación de las velocidades experimentales y las simulaciones indican que la modelación numérica realizada con el modelo de turbulencia k-omega, 16 mm de tamaño de malla y una hora de simulación presentó 81% de similitud en el plano y= 7 cm. En cuanto a la turbulencia se analizó la energía cinética turbulenta, encontrándose similitudes en las tendencias de las curvas pero diferencias en las magnitudes. Las dimensiones del hoyo de socavación obtenido en las simulaciones presentaron similitudes en los costados de la pila pero diferencias en su parte frontal y en la profundidad.2021-12-27T00:00:00ZEvaluación hidrológica - hidráulica y optimización del sistema de riego “virgen de las nieves”, comunidad compañía obraje del cantón colta - provincia del Chimborazo mediante el uso de watergems y cropwat
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22002
Título: Evaluación hidrológica - hidráulica y optimización del sistema de riego “virgen de las nieves”, comunidad compañía obraje del cantón colta - provincia del Chimborazo mediante el uso de watergems y cropwat
Autor: Orbe Pinchao, Liseth Verenice; Ramos Bermeo, Valeria Paola
Resumen: The management of water resources is considered a priority in Ecuador, however, in practice, the lack of hydrometeorological data, resources and political decision, make it difficult to carry out studies to optimize irrigation systems. Situation that occurs especially in rural areas of the country, as in the Compañía Obraje Community, in the Virgen de las Nieves irrigation system, where ineffective distribution and deficient hydraulic structures generate problems for the sustainability of irrigation systems. In this project, the CROPWAT software is used to determine the water requirement of the crops in the area (potato, carrot, onion and grass), in addition, the WATERGEMS software to analyze the operation of the current irrigation system. Three models were made, the first with the flows obtained by the flow transposition method (INAMHI data); the second and third models using the maximum and minimum measured flow rates, respectively. It was verified that the current system is operative in all three conditions, except in gravity irrigation, where the lack of maintenance in the terrocement and earth channels generates infiltration losses of up to 40%. It is also evidenced, in gravity irrigation, a 50% excess of provision with respect to the amount required by the analyzed potato crop. A shift redistribution is recommended, considering the maximum water requirement of the most demanding crop and the implementation of an additional sprinkler line in the day shift.
Descripción: La gestión del recurso hídrico es considerada prioritaria en Ecuador, sin embargo, en la práctica, la falta de datos hidrometeorológicos, de recursos y decisión política, dificultan la ejecución de estudios para optimizar los sistemas de riego. Situación que se presenta especialmente en las zonas rurales del país, como sucede en la Comunidad Compañía Obraje, en el Sistema de riego Virgen de las Nieves, donde, la distribución ineficaz y las estructuras hidráulicas deficientes, generan problemas para la sostenibilidad de los sistemas de riego. En el presente proyecto, se utiliza el software CROPWAT para determinar el requerimiento de agua de los cultivos propios de la zona (papas, zanahoria, cebolla y pasto de pastoreo), además, el software WATERGEMS para analizar el funcionamiento del sistema de riego actual. Se realizaron tres modelos, el primero con los caudales obtenidos mediante el método de trasposición de caudales (datos INAMHI); el segundo y tercer modelo utilizando los caudales aforados máximos y mínimos, respectivamente. Se verificó que el sistema actual se encuentra operativo en las tres condiciones, excepto en el riego por gravedad, donde la falta de mantenimiento en los canales de terrocemento y tierra, generan pérdidas por infiltración de hasta el 40%. Se evidencia también, en el riego por gravedad, un exceso de dotación del 50% respecto a la cantidad que requiere el cultivo de papa analizado. Se recomienda una redistribución de turnos, considerando el máximo requerimiento de agua del cultivo más demandante y la implementación de una línea de aspersión adicional en el turno diurno.2021-11-27T00:00:00ZModelación numérica CFD del flujo en una rápida escalonada incorporando tabiques triangulares alternados, con flujo de aproximación subcrítico, utilizando el programa ansys fluent.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21913
Título: Modelación numérica CFD del flujo en una rápida escalonada incorporando tabiques triangulares alternados, con flujo de aproximación subcrítico, utilizando el programa ansys fluent.
Autor: Yambombo Guanutaxi, Javier Gustavo
Resumen: 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.
Descripción: 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.2021-11-08T00:00:00ZAnálisis comparativo del comportamiento hidráulico de una rápida escalonada para flujos de aproximación subcrítico y supercrítico mediante modelación numérica utilizando el paquete computacional ansys fluent.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21732
Título: Análisis comparativo del comportamiento hidráulico de una rápida escalonada para flujos de aproximación subcrítico y supercrítico mediante modelación numérica utilizando el paquete computacional ansys fluent.
Autor: Gavilanes Espín, Guillermo Enrique
Resumen: The present investigation begins with a bibliographic review on the behavior of the flow over a stepped spillway, the process of energy dissipation and other hydraulic characteristics of the skimming flow in the stepped spillway.
Subsequently, information is collected from the studies carried out in the projects PIMI-16-06-P2-T1 and PIMI-16-06-P2-T2, which have experimentally analyzed the behavior of a flow with a subcritical and supercritical approach and were used to validate the simulation performed.
In this way, this project seeks to make a comparison through numerical methods between the properties of the subcritical and supercritical approach flow in a stepped spillway, in this sense, the process begins with a study of the independence of the meshing of the model, once an appropriate meshing has been identified, we proceed to define the boundary conditions and carry out the simulation of the model; the flow velocity is compared with the experimental results of the projects described above, resulting in an average error of less than 10% for different flows, which is why it is considered a valid modeling.
Finally, the flows for different hydraulic parameters are compared, paying special attention to the percentage of energy dissipation whose results were higher for a subcritical approach flow, between 13 and 2.17% for different flows, thus denoting a superior dissipation efficiency of the stepped spillway for this type of approach flow.
Descripción: La presente investigación da inicio con una revisión bibliográfica sobre el comportamiento del flujo sobre una rápida escalonada, el proceso de disipación de energía y otras características hidráulicas del flujo rasante en la rápida escalonada. Posteriormente, se recopila información de los estudios realizados en los proyectos PIMI-16-06-P2-T1 y PIMI-16-06-P2-T2, los mismos que han analizado el comportamiento de un flujo con aproximación subcrítico y supercrítico de forma experimental y fueron usados para calibrar y validar la simulación realizada.
De esta manera, este proyecto busca realizar una comparación mediante métodos numéricos entre las propiedades del flujo de aproximación subcrítico y supercrítico en una rápida escalonada, en este sentido, el proceso inicia con un estudio de independencia de mallado del modelo, una vez identificado un mallado adecuado se procede a definir las condiciones de frontera y a realizar la simulación del modelo; la velocidad de flujo es comparada con los resultados experimentales de los proyectos antes descritos, resultando un error promedio menor al 10% para diferentes caudales por lo que se considera un modelado válido.
Finalmente, se procede a comparar los flujos para diferentes parámetros hidráulicos, tomando especial atención al porcentaje de disipación de energía cuyos resultados fueron superiores para un flujo de aproximación subcrítico, entre 13 y 2,17 % para diferentes caudales, denotando de esta manera, una eficiencia superior de disipación de la rápida escalonada para este tipo de flujo de aproximación.2021-07-06T00:00:00Z