1.
Aplicación: CIVIL – MEDIOAMBIENTE
Septiembre 2017

2.
Indice de contenidos
• Capacidades de modelado específicas para Ingeniería Civil
• Aplicaciones para Ingeniería Civil

3.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Entrada de aire
 ¿Por qué es importante considerar en un
modelo la entrada de aire?
 Reduce cavitación
 Mejora la oxigenación para fauna
 Tratamiento de efluentes
 FLOW-3D® considera el fenómeno de
“hinchado” del fluido por aire atrapado
 Modifica de forma real la dinámica del fluido.

4.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Entrada de aire
Cortesia de IST Lisboa – I. Lucio

5.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Entrada de aire
Cortesia de IST Lisboa – I. Lucio

6.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Modelo híbrido 2D/3D
 Permite estudiar flujos superficiales con efectos locales 3D
 Aplicación en inundaciones

7.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Modelo híbrido 2D/3D
 Permite estudiar flujos superficiales con efectos locales 3D
 Estudio de efectos locales en pilares de puentes.

8.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Modelo híbrido 2D/3D
 Permite estudiar flujos superficiales con efectos locales 3D
 Estudio de inundaciones y efectos locales en saneamiento urbano.
Cortesía Eduardo Martínez
Universidad de Catalunya

9.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Modelo híbrido 2D/3D
Rotura de la presa de St Francis (1928)

10.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Modelo híbrido 2D/3D
 Permite estudiar flujos superficiales con efectos locales 3D
 Aplicación en inundaciones y efectos locales en saneamiento urbano

11.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Modelo híbrido 2D/3D

12.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Erosión, arrastre y sedimentación
 Transporte de sedimentos
depositados, en suspensión
 Sedimentación
 Múltiples especies de sedimentos
con diferentes propiedades:
 tamaño de grano
 densidad
 esfuerzo cortante crítico
 Válido para simulaciones 2D y 3D

13.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Erosión, arrastre y sedimentación
¿Qué calcula?
 Erosión del sedimento debido a
fuerzas cortantes con el fondo así
como fuerzas hidráulicas.
 Advención (transporte) del
sedimento
 Deposición del sedimento debido a
fuerzas gravitatorias
 Transporte de fondo del sedimento
por rodadura, deslizamiento, salto.

14.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Erosión, arrastre y sedimentación

15.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Erosión, arrastre y sedimentación

16.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Condición de contorno de oleaje
 Oleaje lineal
 Oleaje no lineal – Stokes
 Ola solitaria
 Condición de contorno de absorción de oleaje (Nuevo en v11.1)

17.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Objetos en movimiento
 Permite múltiples GMOs
 Movimiento acoplado al fluido con posibilidad de prescribir movimiento
 No requiere mallado durante el movimiento del sólido. Gran velocidad de cálculo
 Permite generar movimiento en compuertas, válvulas, etc.

18.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Objetos en movimiento
Objeto con movimiento acoplado al fluido

19.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Objetos en movimiento
Objeto con movimiento prescrito

20.
Capacidades de modelado en Hidráulica
Condición de contorno de oleaje

21.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
 Eventos catastróficos (rotura de presas, rotura de balsas)
 Deslizamiento de tierras
 Diseño de Presas, Aliviaderos
 Pasos de peces
 Hidráulica Municipal
 Análisis de pluma térmica
 Hidráulica fluvial
 Cámaras de bombeo

22.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Eventos catastróficos – Rotura de presas y balsas de lodos
 Ver webinarios en canal de
YouTube del estudio de rotura de
presas mediante FLOW-3D®
 “St. Francis Dam Break Analysis
Webinar”  LINK
 Simulating Instantaneous Dam
Breaks with FLOW-3D  LINK

23.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Eventos catastróficos – Rotura de presas y balsas de lodos

24.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Eventos catastróficos – Deslizamiento de tierras

25.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Eventos catastróficos – Deslizamiento de tierras

26.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Diseño de Presas - Aliviaderos

27.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Diseño de Presas - Aliviaderos

28.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Diseño de Presas – Disipación de energía

29.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Diseño de Presas – Cuencos de amortiguación

30.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Diseño de Presas – Cuencos de amortiguación

31.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Rampas de peces

32.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Hidraulica Municipal – Redes y sistemas de saneamiento
 FLOW-3D ® combina sin
intervención del usuario todos los
fenómenos involucrados:
 Sistemas a presión y en lámina libre.
 Contrapresión, aireación
 Cavitación, etc.
 Aplicaciones:
 Dimensionado de tanques de tormenta
 Conducciones
 Aireadores
 Ver Webinario de Hidráulica
Municipal en YouTube  LINK

33.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Hidraulica Municipal – Redes y sistemas de saneamiento

34.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Hidraulica Municipal – Redes y sistemas de saneamiento

35.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Análisis de pluma térmica

36.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Municipal – Efectos de inundación en entorno urbano
Trabajos por cortesía de Eduardo Martinez (Grupo FLUMEN)

37.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Hidráulica fluvial

38.
Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica
Cántaras de bombeo - Arranque

39.
Capacidades de modelado generales
Modelos de turbulencia
 Prandtl mixing length
 One-equation transport
 Two-equation κ-ε model
 Two-equation κ-w model
 RNG model
 Large eddy simulation
Tipos de flujos
 Superficie libre y confinado
 3D, 2D y 1D
 Flujo transitorio
 Flujo no viscoso, viscoso
laminar, turbulento
 Flujos bi-fásicos
 Newtonianos, no newtonianos
Condiciones de contorno
 Simetría
 Pared rígida / flexible
 Continuidad
 Periódica
 Presión especificada
 Velocidad especificada
 Outflow
 Presión hidrostática
 Caudal
 Oleaje

40.
Capacidades de modelado generales

41.
Capacidades de modelado generales
Resultados
 Gráficos automáticos o customizados
 Gráficos interactivos Open-GL
 Vectores, contornos, superficies 3D, ploteado
de partículas
 Datos históricos de puntos probeta
 Datos de interacción fluido-estructura
 Cálculos de fuerza y momento
 Videos
 Opciones de PostScript, JPEG y Bitmap output
 Lineas de corriente & flow ribbons
 Visor de geometría STL
Opciones numéricas
 VOF / TruVOF
 1º y 2º órdenes de movimiento
 Opción Implícita / Explícita
 Solvers de presión GMRES solver
Point&Line relaxation pressure solver
 Variables customizadas
 Interacción durante la ejecución

42.
Capacidades importantes de modelado
para Ingeniería Hidráulica
 Entrada de aire
 Modelo híbrido 2D/ 3D
 Condición de contorno de oleaje
 Arrastre y sedimentación
 Objetos en Movimiento
 Modelo de stress y deformaciones
 Transporte de escalares
 Mallas, filtros
 Cavitación
 Interacción fluido-estructura
 Reacciones químicas
 Evaporación, solidificación

43.
Salidas específicas para hidráulica
 Trazadores de flujo y mezcla
 Tiempo de residencia del fluido
 Elevación de la superficie libre
 Profundidad del fluido
 Número de Froude
 Intensidad turbulenta, viscosidad dinámica
turbulenta, energía cinética turbulenta,
disipación de energía turbulenta, escala de
longitud de mezcla turbulenta
 Distancia recorrida por el fluido Distance
traveled by fluid packets
 Vorticidad
 Velocidad promediada en profundidad
 Velocidad a una altura ofseteada del
fondo
 Energía hidráulica y altura total
 Esfuerzo cortante sobre superficies
 Concentración de entrada de aire
 Concentración de sedimentos en
suspensión
 Cambio en la elevación del fondo
debido a la erosión y sedimentación
 Concentración de contaminantes,
incluyendo densidad de mezcla local

44.
Más información:
www.flow3d.es
Gracias por su atención