Estudio de la Socavación Producida por el Derrame de una Columna de Agua

Resumen

Se presenta un estudio experimental y numérico de la profundidad de socavación de arena gruesa generado por la ruptura de una columna de agua. Se consideran dos relaciones de aspecto en la altura de la columna de agua para evaluar cómo los parámetros de operación afectan la evolución de la superficie libre (interfaz agua-aire) y la erosión de la arena (interfaz agua-arena). Los experimentos se registran en videos de los cuales se obtienen la velocidad de apertura de la compuerta, evolución de la superficie libre y las profundidades de socavación mediante post-procesamiento de imágenes. Para la simulación del problema se utiliza un código de uso libre basado en el método de hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH). La arena gruesa se caracteriza en laboratorio y se la describe como un fluido no newtoniano. El objetivo es establecer los parámetros numéricos para describir adecuadamente el problema mediante la validación experimental del modelo propuesto. Se obtiene concordancia entre datos experimentales y las predicciones numéricas de la evolución de la superficie libre y la profundidad de socavación que aumenta a medida que la relación de aspecto aumenta.