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Universitat Politècnica de València

1. Macián Pérez, Juan Francisco. Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins .

Degree: 2020, Universitat Politècnica de València

[ES] El resalto hidráulico constituye uno de los fenómenos más complejos con aplicación en el campo de la ingeniería hidráulica. Por un lado, las propias características del resalto, entre las que se encuentran las grandes fluctuaciones turbulentas, la intensa entrada de aire y una disipación de energía muy significativa, contribuyen a su complejidad situando el conocimiento actual del fenómeno lejos de una comprensión total del mismo. Por otro lado, es precisamente la naturaleza disipadora de energía del resalto la que da lugar a su principal aplicación práctica. Así pues, la investigación que aquí se presenta trata de contribuir al conocimiento general del resalto hidráulico y su aplicación para disipar energía en cuencos amortiguadores de grandes presas. Para ello, se abordaron las bases del fenómeno mediante la caracterización de un resalto hidráulico clásico (RHC). La investigación se llevó a cabo bajo una doble perspectiva de modelación numérica y física. Se emplearon técnicas de Dinámica de Fluidos Computacional (DFC) para la realización de simulaciones de este resalto hidráulico, a la vez que se llevó a cabo una campaña experimental en un modelo físico específicamente diseñado para tratar el caso. De este modo, se abordaron los aspectos más relevantes del resalto hidráulico, incluyendo el ratio de calados conjugados, la eficiencia del resalto, la longitud de la zona de recirculación, el perfil de la lámina libre, las distribuciones de velocidad y presión, la longitud del resalto y el análisis de frecuencias. Los resultados de los modelos físico y numérico fueron comparados, no solo entre ellos, sino también con información de otros autores procedente de una extensa revisión bibliográfica. Ambos modelos mostraron su capacidad para representar con precisión el fenómeno estudiado. En base a este análisis se observa que la metodología empleada resulta adecuada para la investigación del fenómeno a estudiar. Una vez llevada a cabo la caracterización del RHC, se procedió a analizar un cuenco amortiguador para disipación de energía. En particular, se estudió un caso general y representativo de cuenco amortiguador tipificado USBR II, a partir de la doble perspectiva de modelación física y numérica. Asimismo, los resultados se compararon con datos y expresiones bibliográficas. Esta comparación pretendía evaluar los rasgos particulares del resalto hidráulico en cuencos amortiguadores de grandes presas, así como la influencia de los elementos disipadores de energía en el flujo. Todos los resultados mostraron estar en la línea de las investigaciones de otros autores, más allá de ciertas diferencias relativamente pequeñas. En consecuencia, la metodología desarrollada muestra su utilidad para abordar el estudio del flujo en cuencos amortiguadores. En concreto, los resultados presentados contribuyen a expandir el conocimiento sobre el RHC y el flujo en un cuenco amortiguador tipificado USBR II. Así pues, los resultados pueden emplearse para mejorar el diseño de estructuras de disipación de energía en grandes presas.… Advisors/Committee Members: García Bartual, Rafael Luis (advisor), Vallés Morán, Francisco José (advisor).

Subjects/Keywords: Hydraulic jump; USBR II stilling basin; Physical model; Numerical model; CFD; FLOW-3D

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APA (6th Edition):

Macián Pérez, J. F. (2020). Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins . (Doctoral Dissertation). Universitat Politècnica de València. Retrieved from http://hdl.handle.net/10251/149565

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Macián Pérez, Juan Francisco. “Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins .” 2020. Doctoral Dissertation, Universitat Politècnica de València. Accessed September 20, 2020. http://hdl.handle.net/10251/149565.

MLA Handbook (7th Edition):

Macián Pérez, Juan Francisco. “Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins .” 2020. Web. 20 Sep 2020.

Vancouver:

Macián Pérez JF. Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins . [Internet] [Doctoral dissertation]. Universitat Politècnica de València; 2020. [cited 2020 Sep 20]. Available from: http://hdl.handle.net/10251/149565.

Council of Science Editors:

Macián Pérez JF. Numerical and physical modelling approaches to the study of the hydraulic jump and its application in large-dam stilling basins . [Doctoral Dissertation]. Universitat Politècnica de València; 2020. Available from: http://hdl.handle.net/10251/149565

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