MODELACIÓN NUMÉRICA DEL FLUJO RASANTE EN UNA RÁPIDA ESCALONADA APLICANDO LA DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL (CFD). PROGRAMA FLOW-3D.

Resumen

Resumen: El presente estudio tiene como objetivo principal desarrollar la modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando el paquete comercial FLOW-3D. El flujo en una rápida escalonada no es sencillo teniendo en cuenta los diferentes regímenes de flujo que se presentan a lo largo de la rápida. Actualmente el diseño de estas estructuras se realiza en función del uso de expresiones empíricas obtenidas en base a la modelación física y estudios complementarios en modelación numérica del flujo sobre la rápida escalonada con apoyo de un código CFD. En un modelo numérico, la calibración previa con un modelo físico es fundamental para validar los resultados obtenidos de las variables fluido-dinámicas. La modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada se desarrolló en 2 dimensiones "2D" debido a que el flujo rasante o flujo sobre el fondo virtual presenta las características de un flujo plano. La modelación numérica tiene como base la ecuación general del movimiento y ciertos sub modelos que representan el flujo bifásico (agua-aire) en una rápida escalonada. La combinación de ecuaciones que representan adecuadamente las características del flujo rasante y que utiliza el programa computacional son: La ecuación de continuidad, la ecuación de cantidad de movimiento, el algoritmo VOF, el modelo de turbulencia k-e RNG, el sub-modelo de introducción de aire y el sub-modelo de esponjamiento del flujo. Bajo estas consideraciones la comparación de los resultados de la modelación numérico con la modelación física muestra relativamente una buena concordancia.