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Estudio hidráulico de las obras anexas del Proyecto Hidroeléctrico Minas San Francisco mediante un modelo matemático de flujo de tres dimensiones

Abstract:

Con el propósito de establecer el patrón de flujo en las obras anexas del Proyecto Hidroeléctrico Minas San Francisco, y para validar los resultados que fueran obtenidos mediante el modelo físico de escala reducida que fuera ejecutado por el Programa para el Manejo del Agua y del Suelo (PROMAS) y el Laboratorio de Hidráulica y Dinámica de Fluidos LH&DF de la Universidad de Cuenca, a través del presente estudio, se ha implementado, al prototipo del embalse y obras anexas de la obra, el software de modelación numérica tridimensional SSIIM (Simulation of Sedimentmovements In WaterIntakeswithMultiblockoption) que está basado en la aproximación de un volumen de control mediante una malla tridimensional para cálculo del flujo mediante la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes con el modelo de turbulencia K-épsilon. El estudio reporta resultados de simulación numérica que son contrastados y analizados con los resultados cualitativos y cuantitativos que fueron obtenidos por el estudio en el modelo físico de escala reducida. Se reporta una buena correspondencia entre la simulación numérica y la modelización física, confirmándose los patrones de flujo, la distribución de velocidades y líneas de corriente, así como la presencia de fenómenos locales de interés para el proyecto. A través del análisis y discusión de los resultados, se concluye que la modelización numérica tridimensional con SSIIM, se constituye en un soporte complementario a la modelación física para el estudio del desempeño hidráulico y procesos de flujo en régimen subcrítico en estructuras hidráulicas de proyectos de generación hidroeléctrica. Finalmente, se emiten recomendaciones para dar paso a la ejecución de futuros estudios que permitan contrastar y analizar el desempeño de otros modelos de simulación numérica como herramienta para el diseño y análisis del funcionamiento de estructuras hidráulicas y procesos de flujo en proyectos de Ingeniería Civil.