Modelamiento numerico de infiltracion en presas con el metodo de volumenes finitos.
Enviado por urieledwin • 5 de Octubre de 2016 • Tesis • 9.399 Palabras (38 Páginas) • 345 Visitas
universidad nacional san cristo´bal de huamanga facultad de ingenier´ıa minas, geolog´ıa y civil escuela profesional de ingenier´ıa civil
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TESIS
para optar el t´ıtulo profesional de ingeniero civil[pic 3]
MODELAMIENTO NUME´ RICO DE INFILTRACIO´ N EN PRESAS CON EL ME´ TODO DE VOLU´ MENES FINITOS: CASO PRESA CUCHOQUESERA /AYACUCHO
presentado por:
Isa´ıas Antonio Vilca Tueros
dirigido por:
Ing. Cristian Castro Pe´rez
Ing. Luis
A´ ngel Go´mez Cunya
Ayacucho - Peru´
setiembre 2009
Presento este trabajo como parte de los requisitos para optar el t´ıtulo acad´emico
de Ingeniero Civil de la Universidad Nacional San Cristobal de Huamanga. Esta tesis contiene los resultados de las investigaciones realizadas en el periodo 2008 - 2009, sobre el modelamiento de infiltraci´on en presas con el m´etodo de volu´menes finitos, validado en una aplicacion real lo que es la Presa Cuchoquesera - Ayacucho.
Isa´ıas Antonio Vilca Tueros
civilca@gmail.com Escuela Profesional de Ingenier´ıa Civil Facultad de Ingenier´ıa Minas, Geolog´ıa y Civil
Universidad Nacional San Cristobal de Huamanga
Ayacucho, setiembre de 2009
Para mis padres Lucio y Epifania, en
virtud a su inagotable labor por forjar el futuro de sus hijos.
A la Universidad Nacional San Cristo´bal de Huamanga, sus cate-[pic 4]
draticos de la Escuela Profesional de Ingenier´ıa Civil.
A mis padres, por su apoyo incondicional y perpetuo.[pic 5]
A Avelino Tel´esforo, y con ´el a todos mis hermanos, por su comprension y apoyo[pic 6]
incondicional.
A Gobierno Regional de Ayacucho - Gerencia Regional de Infraestructura - Ofici-[pic 7]
na de Coordinaci´on de Actividades - Oficina de Operaci´on y Mantenimiento de la Presa Cuchoquesera OPEMAN, por brindarme la informaci´on y apoyo en cuanto a la investigaci´on de campo en la Presa Cuchoquesera.
A mis asesores, Ing. Cristian Castro P´erez y Ing. Luis A´ ngel Gomez Cunya, por sus acertadas cr´ıticas y recomendaciones en la elaboracion del presente trabajo.[pic 8]
A Mariluz, por su ayuda en la edici´on de este trabajo.[pic 9]
A la comunidad de usuarios de LATEX, al grupo que mantiene la distribuci´on para[pic 10]
el sistema operativo Windows y a los creadores del editor TeXnicCenter, la cual fue de mucha ayuda en la presentacion del presente.
El presente trabajo de investigacion comprende el modelamiento num´erico del fenomeno
de infiltraci´on en medios porosos, en particular en problemas de infiltracion en presas,gobernada por la ecuacion diferencial de flujo potencial (Ec. Laplace ), en los l´ımites de validez de la Ley de Darcy, donde la variable principal son las alturas piezom´etricas y el gradiente hidr´aulico, que son factores fundamentales para la ocurrencia del fenomeno. La t´ecnica num´erica principal en esta modelaci´on es el m´etodo de volu´menes finitos (MVF); sin embargo se aborda tambi´en la modelaci´on con el m´etodo de elementos finitos (MEF); la discretizacion geom´etrica utilizada es la malla triangular no estructurada, generadas por la triangulacion de Delaunay. En s´ıntesis el trabajo comprende: la formulaci´on matem´atica, modelaci´on num´erica, programacion computacional del modelo con MVF y utiliza un Software comercial para la modelaci´on con MEF. La validaci´on de estos modelos se hace con los datos historicos de medici´on en piez´ometros de la Presa Cuchoquesera en Ayacucho - Peru´, la cual en su secci´on de maxima altura alcanza 42m. y est´a disen˜ada para almacenar un volumen de 80mmc.
Abstract
The present investigation work includes the numerical modeling of the phenomenon of seepage in porous means, specially seepage problems in dams, governed by the differential equation of the potential flow (Laplace equation ), in the limits of validity of the Darcy Law, where the main variable is the piezom´etrics heights and the hydraulic gradiente, that are fundamental factors for the occurrence of the phenomenon. Main numerical technique in this modeling is finite volumes method (FVM); however the modeling with finite elements method (FEM) approached also; the used geo- metric discretizacion is not structured triangular meshes, generated by Delaunay triangulation. In synthesis the work contains the mathematical formulation, numerical modeling, the computacional programming of model with FVM and uses commercial Software for the modeling with FEM. The validation of these models takes control of the historical data of measurement in piezometers of the Cuchoquesera dam in Ayacucho - Peru, which in height greater section reaches 42m. and is designed por volume store of 80mmc.
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