Interacción entre modelación física y numérica para el diseño de obras hidráulicas y validación de simulaciones CFD

Abstract

Los modelos físicos constituyen una poderosa herramienta para el diseño y optimización de obras hidráulicas de gran envergadura y complejidad en lo referente a su implantación y funcionamiento. En la etapa de proyecto permite visualizar el funcionamiento de la futura obra ante las condiciones de diseño previstas, así como, otras más desfavorables para su estabilidad o buen funcionamiento, debido a que se controlan ciertos parámetros que hace posible modelar escenarios que en prototipo, tienen una probabilidad de ocurrencia muy pequeña, como una crecida máxima probable (CMP) o que directamente no deseamos que ocurra, como fallas o rotura de las obras. En la evaluación de obras ya construidas que presentan problemas de diseño o funcionamiento, nos ayuda a representar y analizar con mayor detalle, dichos problemas, para determinar la solución más conveniente, teniendo en cuenta que la intervención de obras en funcionamiento, es compleja e involucran a diversos factores que muchas veces escapan a lo netamente técnico. En la actualidad debido al avance de la tecnología, se tiene acceso a modelos numéricos de alta prestaciones, que nos permiten realizar los mismos análisis que en los modelos físicos pero sin requerir de instalaciones físicas importantes. Debido a la complejidad de los fenómenos hidráulicos su representación numérica requiere formulaciones que deben ser validados con datos experimentales o de prototipo para tener resultados confiables y así poder combinar ambos modelos en búsqueda de soluciones optimizadas. El objetivo de este trabajo es demostrar la utilidad de un modelo físico para el diseño y optimización de una central hidrocombinada, y su utilización para la validación de las simulaciones CFD (computational fluid dynamics).

Keywords

• modelos físicos
• modelos matemáticos
• central hidrocombinada
• optimización