Modelación numérica de un canal a fondo fijo de fuerte curvatura

Abstract

El flujo en canales curvos es generalmente tridimensional (3D). Existen diversos procesos complejosque se desarrollan en el flujo en canales curvos, tales como la sobreelevación de la superficie del agua,las corrientes secundarias, y la separación del flujo en las márgenes, los cuales producen fuertesgradientes de presiones y una redistribución de las velocidades modificando la topografía del lecho. Sibien la separación del flujo en una curva es un fenómeno ya estudiado y analizado, aún hay escasez deconocimientos sobre su evolución temporal y las condiciones en las cuales el flujo se separa y sobrelos parámetros que influyen en su desarrollo. Una de las alternativas para abordar la caracterizacióndel flujo turbulento es la simulación numérica en dos y tres dimensiones. Una herramienta disponiblepara realizar estas simulaciones es el paquete libre y abierto OpenFoam (OpenCFD, 2014) quepresenta una gran variedad de esquemas de discretización y algoritmos para solucionar problemas dela Mecánica de los Fluidos Computacional (CFD). El objetivo del presente trabajo es realizar unamodelación numérica tridimensional de un canal a fondo fijo de fuerte curvatura con OpenFoam paracaracterizar los principales procesos físicos presentes en un flujo a superficie libre en curvas.Mediciones experimentales se contrastan con los resultados numéricos para validar la modelación.