Comportamiento de la presión de flujo aguas abajo de saltos de esquí
Autores: Lauria, Agostino; Alfonsi, Giancarlo; Tafarojnoruz, Ali
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Comportamiento de la presión de flujo aguas abajo de saltos de esquí
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Desagües de salto de esquí
Disipación de energía
Piscina de caída
OpenFOAM
Ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds
Agua de cola.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Los vertederos de salto de esquí se implementan con frecuencia para disipar la energía de los flujos de alta velocidad. La característica general de esta estructura es transformar el flujo del vertedero en un chorro libre hasta un lugar donde el impacto del chorro crea una poza de caída, representando un área para fenómenos de erosión potencial. En la presente investigación, se ejecutan numéricamente varias pruebas con diferentes ángulos de cubeta de salto de esquí mediante la biblioteca digital OpenFOAM(r), aprovechando el enfoque de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS). Los resultados se comparan con los obtenidos experimentalmente por otros autores en relación con la longitud y forma del chorro, obteniendo conocimientos físicos sobre las características del chorro. Se presta especial atención a la altura de presión máxima en el agua de cola. Se proponen ecuaciones simples para predecir la altura de presión dinámica máxima que actúa sobre el agua de cola, dependiendo del número de Froude, y la altura de presión máxima en la cubeta. Los resultados de este estudio proporcionan sugerencias útiles para el diseño de vertederos de salto de esquí en la construcción de presas.
Descripción
Los vertederos de salto de esquí se implementan con frecuencia para disipar la energía de los flujos de alta velocidad. La característica general de esta estructura es transformar el flujo del vertedero en un chorro libre hasta un lugar donde el impacto del chorro crea una poza de caída, representando un área para fenómenos de erosión potencial. En la presente investigación, se ejecutan numéricamente varias pruebas con diferentes ángulos de cubeta de salto de esquí mediante la biblioteca digital OpenFOAM(r), aprovechando el enfoque de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS). Los resultados se comparan con los obtenidos experimentalmente por otros autores en relación con la longitud y forma del chorro, obteniendo conocimientos físicos sobre las características del chorro. Se presta especial atención a la altura de presión máxima en el agua de cola. Se proponen ecuaciones simples para predecir la altura de presión dinámica máxima que actúa sobre el agua de cola, dependiendo del número de Froude, y la altura de presión máxima en la cubeta. Los resultados de este estudio proporcionan sugerencias útiles para el diseño de vertederos de salto de esquí en la construcción de presas.