Aplicación de un modelo turbulento bidimensional para la simulación de flujo a superficie libre en un canal horizontal

La dinámica de fluidos computacional (DFC) es un enfoque útil para resolver las ecuaciones que describen el movimiento de los fluidos, mediante métodos numéricos y técnicas computacionales. La herramienta OpenFOAM es un software de uso libre que aplica los conceptos de la DFC para solucionar un problema específico. En este trabajo final, se implementó un código escrito en OpenFOAM, seleccionando el modelo de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en el tiempo (RANS) y el modelo k-ε estándar, para estimar las profundidades de lámina de agua obtenidas en ocho ensayos experimentales de flujo turbulento, realizados en el canal horizontal del Laboratorio de Hidráulica de la Universidad Nacional de Colombia (Bogotá), con obstáculo en el fondo, número de Reynolds superiores a 2.5x104 y números de Froude menores a la unidad aguas arriba de la compuerta del canal. Los resultados experimentales se utilizaron para evaluar el nivel de desempeño del modelo numérico, mediante dos criterios: el coeficiente de eficiencia de Nash- Sutcliffe (NSE) y la relación entre la raíz del error medio cuadrático y la desviación estándar de las observaciones (RSR). En siete ensayos se obtuvieron valores superiores a 0.50 para el coeficiente de NSE e inferiores a 0.70 para la RSR; es decir, un nivel de desempeño del modelo entre satisfactorio y muy bueno. Para el ensayo restante, se obtuvo un desempeño del modelo muy bajo (NSE=0.09 y RSE=0.96).

• Autores: Villamizar Hernández, Alexander
• Fecha de publicación: 2014
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/53225
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/53225; http://bdigital.unal.edu.co/47755/
• Palabra clave: 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Dinámica de fluidos computacional; OpenFOAM; Modelos RANS y k-ε; Computational fluid dynamics; RANS and k-ε models
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional