Comparación de simulaciones en CFD y modelación física de una central hidrocombinada

Abstract

En los últimos años, los modelos CFD (Computational Fluid Dynamics) han evolucionado hasta convertirse en una alternativa viable a la modelación física en los procesos de diseño hidráulico y optimización. No obstante, el empleo de estos modelos requiere de observación y análisis crítico para poder obtener resultados confiables al estudiar cambios de diseño. En este sentido, este artículo pretende contribuir al análisis de la comparación de los resultados obtenidos por medio de una u otra modalidad de modelación, y evaluar las similitudes y diferencias encontradas, a fin de corroborar si la confiabilidad de la herramienta numérica está justificada. El trabajo muestra los resultados de la modelación física y matemática de una central hidrocombinada funcionando en el modo de vertedero. Sendos resultados se sometieron luego a la comparación cuantitativa y cualitativa de las variables clave, tales como la elevación de la superficie libre, la presión en puntos selectos del contorno hidráulico, y la amplitud y frecuencia de las fluctuaciones de presión del escurrimiento, así como su comportamiento general.

During the last years, CFD models have turned into a valuable alternative to physical modeling when applied to hydraulic design and optimization processes. However, observation and critical analysis should be exercised in order to use their results with confidence when dealing with hydraulic design changes. The present work is thus intended to contribute to the analysis of the relative performance of either approach and evaluate similarities and differences found, with the aim of corroborating if the reliability on numerical tools is actually warranted. This work shows the results of physical and mathematical modeling of a hydrocombined plant when working in spillway mode. Both sets of results (including key parameters such as the height of the free surface, pressure at selected points of the hydraulic contour, and frequency of the flow fluctuations, as well as the general flow patterns) were then subjected to quantitative and qualitative comparison.