Modelación Hidrodinámica de Vórtices Superficiales mediante Refinamiento Dinámico de Malla

Abstract

El tipo de vórtice que se produce en una obra de toma suele ser de mayor intensidad en el prototipo que en el modelo físico, ya que la tensión superficial no está en general a escala en estos últimos. Se plantea el uso de modelación numérica en base a técnicas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para predecir la respuesta del prototipo libre de los efectos de escala del modelo físico. La metodología se ilustra mediante su aplicación al caso del Tercer Juego de Esclusas del Canal de Panamá. Se implementa una técnica de refinamiento dinámico de malla a fin de mejorar la resolución de los vórtices en formación de manera computacionalmente eficiente. Luego de validar los resultados de la simulación a pequeña escala por comparación con un modelo físico existente, se comparan los mismos con los resultados simulados a escala real. Se observa que la vorticidad extrema resulta algo mayor en el prototipo, aunque ese incremento es relativamente leve. Este procedimiento otorga mayor certidumbre a la verificación de la condición de diseño (ausencia de entrada de aire).