MODELACIÓN FÍSICA Parte III Consideraciones...
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Curso Taller de Hidráulica Fluvial
MODELACIÓN FÍSICA
Parte III – Consideraciones
prácticas para la construcción
de un modelo físico
• Profesor: Dr. Julio Kuroiwa Zevallos
• Ingeniero Civil Colegiado.1
Objetivo
• Presentar
consideraciones
prácticas y
procedimientos
constructivos de
modelos físicos en
base a la
experiencia de la
UNI.2
Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
27/11/2016
- Modelos distorsionados
- Modelos en fondo móvil
- Planeamiento
- Procedimientos constructivos
Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
MODELOS DISTORSIONADOS
Universidad Nacional de Ingeniería.
Facultad de Ingeniería Civil. Centro
de Capacitación Continua. 2016. J.
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Modelos distorsionados
– Generalmente se emplean modelos
distorsionados cuando el tirante (calado o
profundidad) del agua resultaría muy pequeña lo
que impediría medir las velocidades con un
correntómetro, aún los más pequeños
– Por lo tanto, por lo general la escala vertical es
mucho mayor a la escala horizontal.
– La distorsión se expresa como d = ev/eh
– El valor de la distorsión es, por lo tanto, mayor a
1.
5Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Modelos distorsionados (2)
– Al distorsionarse la escala vertical, por lo general
se agregan elementos de rugosidad para
aumentar el tirante del flujo y obtener el nivel de
agua
– Por lo tanto, por lo general la escala vertical es
mucho mayor a la escala horizontal.
– La distorsión se expresa como d = lv/lh
– El valor de la distorsión es, por lo tanto, mayor a
1.
6Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Modelos Distorsionados (3)
Modelo Napo – Mazán• Estudio En
Modelo Físico De
Estructuras
Principales De
Proyecto Central
Hidroeléctrica
Napo Mazan
• La distorsión es
(1/50)/(1/100= 2
Variable Escala
X 1:100
Y 1:100
Z (vertical) 1:50
Velocidad V 7.071
Caudal Q 1: 35 355
Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Colocación de elementos para
aumentar rugosidad del cauce
8Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Nótese
elementos
de
rugosidad
del cauce
Vista de modelo Napo Mazán
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Nótese
elementos
de
rugosidad
del cauce
MODELOS DE LECHO MÓVIL
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Fondo Móvil
• Se representa un lecho con el material a
escala.
• Es erosionable y se pueden apreciar los
patrones de erosión y deposición de manera
clara.
• Los estudios de campo determinan la tasa
de transporte de sedimentos versus caudal.
11Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Formación de rizos y dunas
12Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Deformación del lecho móvil
13Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Similitudes a escala
• Similitud geométrica
• Similitud cinemática
• Similitud dinámica
MAGNITUD SÍMBOLO VALOR NUMÉRICO
Longitud Lp/Lm = L1,0 40,00
Velocidad Vp/Vm = L0.5 6,33
Tiempo Tp/Tm = L0.5 6,33
Caudales Qp/Qm = L5/2 10 119,29
Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Modelo Hidráulico – Cruce del
Tren Eléctrico
Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Modelo Hidráulico La Pastora
• Modelo Físico Con Lecho Móvil Río Madre De Dios, Zona La
Pastora, Madre De Dios.
Variable Escala Equivalencia
Velocidad (V) Ve 1 : 7.7
Caudal (Q) Qe 1 : 27885.5
Tiempo (T) Te 1 : 7.7
Coeficiente de Manning (n) ne 1 : 1.98
Sedimentos de fondo y enrocado (D) De 1 : 60
Prototipo
17
Modelo
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PLANEAMIENTO DEL
MODELO
19Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Preguntas iniciales
- Tipo de proyecto
- Dificultades del modelo
numérico
- ¿Cuál es el principal
fenómeno a representarse en el
modelo?Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
PS
ESQUEMA
Determinación de espacios
21Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
P1 P2
Vertedero
MODELO
Control de Nivel
Tanque
Disposición general del modelo
22Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Tubería 14”
Paredes de confinamiento
Tanque y
Vertedero
Acercamiento a cabecera de
modelo
23Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
PROCEDIMIENTOS
CONSTRUCTIVOS
24Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Esquema de cabecera de modelo
25Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Vertedero de
pared delgada
TanquePoza de
disipación
Poza de ingreso
Secciones preformadas
26Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Secciones
preformadas• Se colocan las
secciones precortadas
en la carpintería.
• Se rellena con
material hasta una
cierta altura
(dependiendo si hay o
no estructura)
27Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Cotas con varillas - Stobolts
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Regleo con cotas de Stobolts
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Defensas ribereñas
30Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Pintadas para
detectar
movimiento de
elementos
Instrumentación
31Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.
Medición
de niveles
de fondo y
del aguaCorrentómetro
electromagnético