Ingeniería del Agua - Vol 22, No 3 (2018)
https://riunet.upv.es:443/handle/10251/106876
2024-03-28T10:41:30ZAnálisis numérico 3D de una rotura de presa utilizando el método VOF y el modelo de turbulencia LES
https://riunet.upv.es:443/handle/10251/106882
Análisis numérico 3D de una rotura de presa utilizando el método VOF y el modelo de turbulencia LES
Sánchez-Cordero, E.; Boix, J.; Gómez, M.; Bladé, E.
[EN] In this paper, three-dimensional numerical analysis of dam-break flow pattern in a laboratory-scale is reported. The simulation was performed using the open source computational fluid dynamics (CFD) solver based on finite volume method (FVM) – OpenFOAM. Turbulence is treated using large eddy simulation (LES) approach. The free surface is tracked using the Volume of Fluid method (VOF). The numerical results are assessed against published experimental data. Water depth and pressure measures are used to validate the numerical model. The results demonstrate that the 3D numerical configuration satisfactorily reproduces the temporal variation of these variables with correct trends and high correlation with the experimental values.; [ES] El presente trabajo muestra un análisis numérico 3D del comportamiento del flujo de agua en una rotura de presa a escala de laboratorio. La simulación se realizó utilizando el software de dinámica de fluidos computacional (CFD) basado en el método de volúmenes finitos (FVM) – OpenFOAM. En el modelo numérico la turbulencia es tratada con la metodología LES (Large Eddy Simulation) y el método VOF (Volume of Fluid) es usado para la captura de la superficie libre del agua. Los resultados numéricos obtenidos se comparan con datos experimentales publicados haciendo uso de las variables de calado y presión. Los resultados muestran que la configuración del código numérico 3D es capaz de reproducir satisfactoriamente la variación temporal de las variables en estudio, con tendencias correctas y una alta correlación con los valores experimentales.
2018-09-10T10:29:23ZUtilidad de las proyecciones climáticas generadas por AEMET para estudios de impacto del cambio climático sobre avenidas a escala nacional
https://riunet.upv.es:443/handle/10251/106881
Utilidad de las proyecciones climáticas generadas por AEMET para estudios de impacto del cambio climático sobre avenidas a escala nacional
Garijo, C.; Mediero, L.; Garrote, L.
[EN] The preliminary assessment of flood risk should take into account the effect of climate change on flood hazards, according to the EU Floods Directive. Some climatic variables supplied by a set of global climate models have been regionalized by the Spanish Meteorological Agency (Agencia Estatal de Meteorología, AEMET) in Spain, by using two statistical downscaling methods. The usefulness of this regionalization can be assessed by their fitting to the observed data in the control period (1961-2000). A comparison based on a set of statistics has been conducted. Results show that although the fit is good for annual mean values, annual maximum values for both regionalization are not adequately simulated by AEMET models, since they provide lower extremes with a smaller variability. In addition, a great uncertainty in the characterization of these extremes values, in comparison with the observations, is observed.; [ES] La evaluación preliminar del riesgo de inundación deberá tener en cuenta el efecto del cambio climático en la incidencia de inundaciones, según la Directiva de Inundaciones. La Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) española ha regionalizado algunas variables suministradas por varios modelos climáticos globales en España, mediante dos métodos de regionalización estadística. La utilidad de esta regionalización, en cuanto a las precipitaciones, reside en el ajuste que tengan a los datos observados en el periodo de control (1961-2000). Para ello, se ha realizado una comparación en base a una serie de estadísticos. Los resultados muestran que, aunque el ajuste es bueno para valores medios anuales, los valores máximos anuales de precipitación para ambas regionalizaciones no son adecuados, ya que los modelos simulan un clima con precipitaciones máximas anuales inferiores, menor variabilidad de los extremos y una gran incertidumbre en la caracterización de los valores más extremos.
2018-09-10T10:21:15ZParámetros significativos durante los procesos de vaciado en conducciones de agua
https://riunet.upv.es:443/handle/10251/106879
Parámetros significativos durante los procesos de vaciado en conducciones de agua
Coronado-Hernández, O.E.; Fuertes-Miquel, V.S.; Iglesias-Rey, P.L.; Mora-Meliá, D.
[EN] Emptying pipelines can be critical in many water pipelines because subatmospheric pressure troughs are reached due to the expansion of entrapped air, which could cause considerable damage to the system depending on both installation conditions and stiffness pipe. This paper shows the sensitivity analysis for the mathematical model proposed by the authors, where the main hydraulic and thermodynamic parameters are analyzed (internal pipe diameter, friction factor, pipe slope, polytropic coefficient, air valve diameter, air pocket size and time maneuvering of the drain valve). Two cases were analyzed: (i) a pipe with the upstream end closed, and (ii) a pipe with an air valve installed in the upstream end. The results show that in the Case No.1, pipe slope, polytropic coefficient and air pocket size parameters are very sensitive on the subatmospheric pressure troughs, and on the other hand in the Case No. 2, the majority of parameters are very sensitive during the emptying process.; [ES] El proceso de vaciado en conducciones de agua genera depresiones por la expansión del aire en el interior de las tuberías y esto podría causar el colapso del sistema dependiendo de las condiciones de instalación y de la rigidez de la conducción. En este artículo se presenta el análisis de sensibilidad del modelo matemático desarrollado por los autores, analizando los principales parámetros hidráulicos y termodinámicos que intervienen en este proceso tales como: diámetro interior de la tubería, factor de fricción, pendiente longitudinal de la tubería, coeficiente politrópico, diámetro de la ventosa, tamaño de la bolsa de aire y tiempo de apertura. Este análisis se realizó para dos casos posibles: Caso No. 1, tubería con el extremo aguas arriba cerrado; y Caso No. 2, tubería con una ventosa instalada en el extremo aguas arriba. Los resultados muestran que para el Caso No. 1 los parámetros que más inciden en las depresiones son la pendiente longitudinal de la tubería, el coeficiente politrópico y el tamaño de la bolsa de aire; mientras que para el Caso No. 2, la mayoría de los parámetros influyen significativamente durante el proceso de vaciado.
2018-09-10T10:14:18ZModelación de los impactos del Cambio Climático sobre los flujos y almacenamientos en una cuenca de alta montaña
https://riunet.upv.es:443/handle/10251/106878
Modelación de los impactos del Cambio Climático sobre los flujos y almacenamientos en una cuenca de alta montaña
Orozco, I.; Ramírez, A. I.; Francés, F.
[EN] Assessing the effects of climate change in high mountain basins is one of the main objectives in the planning and prevention of risk situations such as floods. However, it is not easy to predict with adequate precision the impacts on the main flows and storages that intervene in the system. Therefore, the objective of this study is to implement the TETIS hydrological model and use it as a prediction tool to assess the impacts of climate change on a cellular scale in a basin. The TETIS model is automatically calibrated using the Shuffled Complex Evolution optimization algorithm. In future projections of the precipitation and temperature variables used by the TETIS model, the climate multi-model of the Coupled Model Intercomparison Project and the scenarios of the Intergovernmental Panel on Climate Change have been used. The results obtained have shown that there is a modification in the dynamics of the system presenting a greater risk for extraordinary maximum avenues and floods.; [ES] La evaluación de los impactos del Cambio Climático en un sistema de alta montaña es un objetivo primordial en la planificación y prevención de situaciones de riesgo como son las crecidas y las inundaciones. Sin embargo, evaluar con exactitud los impactos en los principales flujos y almacenamientos que intervienen en dicho sistema no es una tarea sencilla. Por lo cual, el objetivo de este estudio ha sido implementar el modelo hidrológico TETIS como herramienta de análisis en la evaluación de los impactos del Cambio Climático a escala de celda en una cuenca. Este modelo se ha calibrado automáticamente empleando el algoritmo de optimización Shuffled Complex Evolution. En las proyecciones futuras de las variables de precipitación y temperatura usadas por el modelo TETIS, se han usado los multimodelos climáticos del Coupled Model Intercomparison Project y los escenarios del Panel Intergubernamental del Cambio Climático. Los resultados obtenidos han mostrado que existe una modificación en la dinámica del sistema presentando un mayor riesgo por avenidas máximas extraordinarias e inundaciones.
2018-09-10T10:04:53ZEvaluación numérico-experimental del comportamiento histérico del coeficiente de rugosidad de los macrófitos
https://riunet.upv.es:443/handle/10251/106877
Evaluación numérico-experimental del comportamiento histérico del coeficiente de rugosidad de los macrófitos
Sanz-Ramos, M.; Bladé, E.; Niñerola, D.; Palau-Ibars, A.
[EN] The associated problems with the massive growth of macrophytes in the Lower Ebro, has led authorities and managers to explore the possibilities to minimize their negative effects on the water ecosystem and associated water uses by removing them by means of controlled floods. The main goal of the present work is to evaluate the hydraulic behaviour of the macrophytes through numerical simulation (Iber model) and its comparison with field data, in order to design the most efficient flushing flows. For this purpose, roughness coefficient – water depth relations (constant, variable and variable with hysteresis) were used to calibrate the numerical model with field data. It was observed that the best fit occurred the variable type with hysteresis curves (different ascent and descent branches) were used.; [ES] La problemática asociada al crecimiento masivo de macrófitos en el Bajo Ebro ha llevado a autoridades y gestores a examinar la posibilidad de paliar los efectos negativos que producen sobre el sistema hídrico, y los usos del agua, mediante la realización de avenidas controladas periódicas que provoquen su remoción. El presente trabajo tiene como objetivo principal evaluar el comportamiento hidráulico de los macrófitos mediante simulación numérica (modelo Iber) y su comparación con datos de campo, con el fin de explorar las mejores opciones posibles para diseñar avenidas controladas más eficaces. Para ello se han empleado diferentes relaciones entre el coeficiente de rugosidad y la altura de agua bajo tres enfoques distintos (constante, variable y variable con histéresis) a fin de calibrar el modelo numérico con los datos de campo. Se ha podido observar que el mejor ajuste se produce cuando dichas curvas son de tipo variable con histéresis (diferente rama de subida que de bajada).
2018-09-10T09:54:24Z