Simulación del Acoplamiento Dinámico en Sistemas Represa-Embalse Utilizando Elementos Finitos Acústicos

• Rivero Galeano, Rodrigo Marcelo ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Itapúa

     Universidad Nacional de Itapúa

     Paraguay

     
• Localización: Revista sobre Estudios e Investigaciones del Saber Académico, ISSN-e 2078-7928, ISSN 2078-5577, Nº. 12, 2018, 16 págs.
• Idioma: español
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    Elementos finitos acústicos son utilizados para la simular las ondas hidrodinámicas que se propagan en el embalse de una represa durante un evento de solicitación dinámica. Para estudiar su aplicabilidad, 3 casos de estudio fueron considerados: la sección principal de la represa Itaipú (de gravedad), Lumiei (de arco) y Pertusillo (de arco-gravedad). Después de ser validado con problemas de literatura, el método fue aplicado a los casos de estudio, removiendo las condiciones restrictivas y evaluando sus efectos. La disipiación de energía viscosa resultó necesaria para evitar fenómenos de batimiento de las ondas acústicas. La absorción de energía por los sedimentos del lecho del embalse es de importancia y debe ser considerada. El nivel del embalse modifica el periodo del sistema acoplado y las amplificaciones para frecuencias elevadas. Las oscilaciones en dirección verticaltienen efectos de importancia despreciable para las presas curvas. La compresibilidad del agua y la deformabilidad de la presa son los factores clave, ya que permiten el acoplamiento completo y la amplificación dinámica, respectivamente. El método propuesto concuerda con las soluciones adoptadas en la práctica profesional, dentro del rango en el cual éstas son válidas, y mejorando su precisión fuera de éste, con un coste computacional razonable.

  • English

    Acoustic finite elements are used to simulate the propagation of hydrodinamic waves within the reservoir of a dam during a dinamic event. To study their feasibility, 3 study cases were taken: the main section of the Itaipú dam (gravity dam), Lumiei (arch dam) and Pertusillo (arch-gravity dam). After being validated with known problems from literature, the method was applied to the study cases, removing the constrictive contour conditions an assessing their effects. Viscous damping turned out to be necessary to avoid acoustic beating phenomenom. Energy apsortion from the sediments in the bottom of the reservoir is important and should be considered. Water level modifies the period of the coupled system and high frecuencies amplification.Vertical vibrations have negligible effects in curved dams. Water compressibility and dam flexibility are the most important factors, as they allow the full couplement and dynamic amplification, respectively. The proposed method agrees with solutions  commonly adopted in professional practice, within the range where they are valid, improving the precision outside of it, with a reasonable computational cost.