Diseño de jetbox para transición de flujo a presión a lámina libre con técnicas CFD

Abstract

[EN] The hydraulic analysis of dam stilling basins requires employing experimental models. Given that building a scaled spillway respecting similarity laws is not always possible, it is common practice to supply the device using a pressurized facility thanks to a jetbox or nozzle that makes the pressurized flow become free surface. Little attention is paid to this crucial device design, so this work proposes its design using a threedimensional CFD model with RANS RNG k-¿ for turbulence modeling. The minimum values of certain dimensions, such as stretch lengths or expansion/contraction coefficients, to avoid introducing excessive bias in the future experimental model are computed and the consequences of these parameters on results are reported and discussed.

[ES] El análisis hidráulico de los cuencos de amortiguación de presas requiere el empleo de modelos experimentales. Dado que no siempre es posible construir un aliviadero a escala respetando las leyes de semejanza, es habitual alimentar el dispositivo mediante una instalación a presión gracias a un jetbox o tobera que haga pasar el flujo a presión a lámina libre. Poca atención se presta al diseño de este dispositivo crucial, por lo que el presente trabajo plantea su diseño mediante un modelo CFD tridimensional con modelo RANS RNG k-¿ para el tratamiento de la turbulencia. Los valores mínimos de determinadas dimensiones, como las longitudes de cada tramo o los coeficientes de expansión o contracción, para no introducir excesivo sesgo en el futuro modelo experimental son calculados y las repercusiones de estos parámetros en los resultados representados y analizados.