Comportamiento Hidráulico del Flujo en el Modelo Numérico de un Disipador de Energía Tipo Vórtice

• Gallegos, Álvaro ^[1] ; Ulquiango , Oscar ^[1] ; Lima Guamán, Paulina ^[1]
  1. [1] Universidad Central del Ecuador

     Universidad Central del Ecuador

     Quito, Ecuador

     
• Localización: Revista Politécnica, ISSN-e 2477-8990, Vol. 54, Nº. 1, 2024 (Ejemplar dedicado a: Revista Politécnica), págs. 15-24
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Hydraulic Flow Behavior in the Numerical Model of a Vortex Energy Sink
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    Para analizar y comprender el comportamiento del flujo en estructuras hidráulicas, se construyen modelos a escala, sin embargo, en el caso del disipador de energía tipo vórtice, la naturaleza helicoidal del flujo dificulta su análisis y la medición de datos, por lo tanto, se ha creado un modelo numérico a escala real que permitiera un análisis más eficiente del flujo en este tipo de disipador. Se aplicó la metodología de la dinámica de fluidos computacional mediante el software adecuado. Primero fue creada la geometría del disipador, luego el mallado, posteriormente se establecieron las condiciones de borde y parámetros físicos, con lo cual se resolvió el modelo obteniendo resultados que fueron validados con datos experimentales del modelo físico, para finalmente analizar el prototipo. Los resultados obtenidos no solo demostraron la aplicabilidad de la dinámica de fluidos computacional (CFD) en el diseño hidráulico y su calibración, sino que también proporcionaron una distribución espacial de las características hidráulicas a lo largo del prototipo, aspecto esencial en el diseño de este tipo de estructuras.

     

  • English

    In order to analyze and understand the flow behavior in hydraulic structures, scale models are built; however, in the case of the vortex-type energy dissipator, the helical nature of the flow makes its analysis and data measurement difficult; therefore, a full-scale numerical model was built to allow a more efficient analysis of the flow in this type of dissipator. The computational fluid dynamics methodology was applied using the appropriate software. First, the heatsink geometry was created, then the meshing, after the boundary conditions and physical parameters were established, with which the model was solved, obtaining results that were validated with experimental data of the physical model, to finally analyze the prototype. The results obtained not only demonstrated the applicability of Computational Fluid Dynamics (CFD) in the hydraulic design and its calibration, but also provided a spatial distribution of the hydraulic characteristics along the prototype, an essential aspect in the design of this type of structures.