Resumen

En Suecia, las directrices de seguridad de las presas exigen la revisión de muchos de los desagües de fondo existentes. Durante la apertura de una compuerta de desagüe, la comprensión del flujo transitorio aire-agua es esencial para su funcionamiento seguro, especialmente en condiciones de agua de cola sumergida. Se realizan simulaciones CFD tridimensionales para examinar los comportamientos del flujo aire-agua tanto en salidas libres como sumergidas. La compuerta, izada por cables metálicos y alimentada por corriente alterna, se abre a velocidad constante. Se adapta una malla para seguir el movimiento de la compuerta. En el flujo de salida libre, las simulaciones CFD y las pruebas con modelos concuerdan bien en cuanto a la capacidad de descarga. Los orificios de ventilación más grandes permiten un mayor suministro de aire; sin embargo, el incremento es limitado si la superficie del orificio de ventilación es superior a 10 m2. En el desagüe sumergido, se produce un salto hidráulico en el conducto cuando la compuerta alcanza aproximadamente el 45% de su apertura total. La descarga se ve afectada por el agua de cola y ligeramente por el flujo con el salto hidráulico. El flujo presenta una fuerte mezcla turbulenta de aire y agua, con acumulación y ruptura de bolsas de aire y colisiones de masas de agua desfragmentadas. La tasa de demanda de aire es varias veces superior a la requerida por el salto hidráulico en estado estacionario con superficie libre.

• Materias:Máquina de vectores Estudio numérico Controlador Método computacional Modelado matemático
• Subjects:Vector machine Numerical study Controller Computational method Mathematical modeling
• Palabras claves:Salto hidráulico, mayores salidas de aire, tasa de demanda de aire, masas de agua desfragmentadas, simulaciones CFD dimensionales, mayor suministro de aire, capacidad de descarga de las salidas, fuerte mezcla turbulenta, condiciones de agua de cola sumergida, comportamientos del flujo de agua.
• Keywords:hydraulic jump, Larger air vents, air demand rate, defragmented water bodies, dimensional CFD simulations, more air supply, outlet discharge capacity, strong turbulent mixing, submerged tailwater conditions, water flow behaviors