Simulación del flujo de agua sobre un vertedero rectangular, mediante el uso de una herramienta aplicada a la dinámica de fluidos computacional

Abstract

OpenFOAM es una herramienta de modelado computacional que permite el análisis y resolución de problemas de flujo de fluidos a través de la aplicación de la dinámica de fluidos computacional, una disciplina en auge que integra métodos numéricos, ciencias computacionales y mecánica de fluidos para resolver las ecuaciones que describen su comportamiento. Este trabajo investigativo emplea esta herramienta para ejecutar una simulación del comportamiento hidráulico de un vertedero rectangular, ubicado en el canal horizontal abierto del laboratorio de hidráulica de la Universidad Católica de Colombia, y obtener las velocidades del flujo y la altura de la lámina de agua sobre la cresta que permiten estimar la carga transportada, con el propósito de realizar comparaciones con resultados obtenidos de manera experimental. La evaluación de los resultados obtenidos con el modelo se hizo empleando cinco criterios estadísticos: coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE), error absoluto medio (MAE), raíz del error cuadrático medio (RMSE), el coeficiente de determinación (R2) y error porcentual absoluto medio (MAPE). Todas las simulaciones ejecutadas presentaron valores favorables para NSE, MAE, RMSE y R2 obteniendo valoraciones descriptivas entre buenas y excelentes. Para el último criterio, MAPE, se obtuvieron resultados regulares.