Examinando por Autor "Chavez Tapia, Fatima Del Carmen"

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    Acceso Abierto
    Evaluación de la confiabilidad de la formulación teórica de una rápida mediante comparación con experimentación en prototipo y simulación CFD - caso peruano: Arequipa, 2025
    (Universidad Católica de Santa María, 2026-08-27) Chavez Tapia, Fatima Del Carmen; Mestas Delgado, Piero Orlando
    En la localidad de Imata del distrito de San Antonio de Chuca de la provincia de Caylloma del departamento de Arequipa, Perú, se ubica una infraestructura hidráulica compuesta de 3 subestructuras en serie conocidas como “rápidas”. Esta obra se construyó con el objetivo de conectar la zona de descarga del túnel de trasvase con la presa Pillones ya que el resalto hidráulico que se produce en este tipo de estructura permite la pérdida de energía y con ello la disminución de las altas velocidades y erosivas que se producirían si se conectaran los puntos con un canal convencional de pendiente uniforme. No obstante, la obra sufrió desbordamientos de agua cuando se comenzó la descarga de un caudal menor al de diseño, dejando la obra como obsoleta por estar hidráulicamente mal diseñada. En esta investigación se lleva a cabo el diseño de la rápida del medio por formulación teórica para 5 escenarios distintos, una experimentación de escenario único mediante el ensayo en laboratorio de un prototipo fabricado a escala manteniendo la semejanza hidráulica de uno de los diseños por formulación teórica, y 4 simulaciones en el software de Dinámica de Fluidos Computacional “Flow 3D” correspondientes con los restantes 4 diseños por formulación teórica. El diseño por formulación teórica se basa en determinar las longitudes y pendientes de las partes que conforman la rápida para que se produzca el resalto hidráulico que genere la pérdida de energía prevista. La experimentación se llevó a cabo en un escenario adecuado a las limitaciones de implementación de equipos en el laboratorio y sus capacidades máximas, pero válidas para la comparación gracias a los parámetros adimensionales que rigen la hidráulica del escenario evaluado. Para las simulaciones en el software Flow 3D se implementó el modelo de turbulencia RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) y el esquema de cierre k-épsilon, parámetros fundamentales para la caracterización de la turbulencia de una simulación. Los tirantes de los diseños por formulación teórica son comparados con aquellos de la experimentación y simulaciones por separado para luego calcular sus diferencias a través de diferentes tipos de error. Finally, the reliability of the theoretical formulation method is evaluated based on the errors obtained from the comparison of the results.