Modelación de Ondas Cruzadas en Canales Curvos en Régimen Supercrítico mediante el Esquema Volume of Fluid

Abstract

En el diseño de obras hidráulicas son frecuentes los canales de descarga en régimen supercrítico. Cuando el flujo supercrítico ingresa en tramos de eje curvo aparecen ondas superficiales cruzadas que se propagan en la dirección del flujo, cuya amplitud debe preverse en el diseño de modo que queden contenidas dentro de la estructura. Ensayos en canales de laboratorio y modelos teóricos simplificados indican que la amplitud de estas ondas cruzadas, así como la posición de los máximos y mínimos relativos, dependen del número de Froude y del radio de curvatura relativo del canal. En este trabajo se presenta la modelación numérica tridimensional de este fenómeno, realizada mediante una técnica de captura de interfaz Volume of Fluid bajo OpenFOAM. Se muestra que los resultados numéricos comparan bien con las mediciones en canales de laboratorio publicadas en la literatura, aunque se observan algunas discrepancias.
Se muestra que los modelos numéricos presentan escasa sensibilidad a los parámetros y que el fenómeno es sensible a las condiciones de aproximación en los ensayos físicos.