Modelación y análisis hidrodinámico de un vórtice gravitacional mediante simulación CFD: influencia del diámetro y del ángulo de entrada sobre el rendimiento del flujo.
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Universidad Santo Tomás
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Descripción
El proyecto aborda la simulación de vórtices gravitacionales en sistemas hidráulicos, un
fenómeno de alta complejidad que combina principios de hidrodinámica, mecánica de fluidos y efectos gravitacionales. Estos vórtices resultan determinantes en el diseño y operación de infraestructuras como presas, canales y redes de drenaje, por lo que su estudio es clave para asegurar tanto la seguridad estructural como la sostenibilidad ambiental. A través de herramientas avanzadas de simulación computacional, se analizó la influencia de la geometría de los vórtices sobre variables fundamentales, entre ellas la velocidad del flujo y su eficiencia. El propósito central es profundizar en la comprensión de su comportamiento y proponer estrategias eficaces para su control y mitigación, con miras a optimizar el desempeño de las obras hidráulicas y reducir los riesgos asociados. La investigación permitió comprender que la velocidad del vórtice puede alcanzar valores hasta cinco veces superiores a la velocidad de entrada gracias a la configuración geométrica optimizada. La combinación de un diámetro de 18 cm y un ángulo de 140° permitió obtener velocidades significativamente mayores en comparación con la velocidad de entrada del fluido. Este incremento resalta la eficacia del diseño optimizado para mejorar el desempeño del sistema hidráulico.
Abstract
The project addresses the simulation of gravitational vortices in hydraulic systems, a highly
complex phenomenon that combines principles of hydrodynamics, fluid mechanics, and
gravitational effects. These vortices are crucial in the design and operation of infrastructure such as dams, canals, and drainage networks, making their study key to ensuring both structural safety and environmental sustainability. Using advanced computational simulation tools, the influence of vortex geometry on fundamental variables, including flow velocity and efficiency, was analyzed.
The central purpose is to deepen the understanding of their behavior and propose effective
strategies for their control and mitigation, with the aim of optimizing the performance of hydraulic structures and reducing associated risks. The research revealed that the vortex velocity can reach values up to five times higher than the inlet velocity thanks to the optimized geometric configuration. The combination of an 18 cm diameter and a 140° angle resulted in significantly higher velocities compared to the fluid inlet velocity. This increase highlights the effectiveness of the optimized design in improving the hydraulic system's performance.
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
Garay Moreno, J.S. (2026). Modelación y Análisis Hidrodinámico de un Vórtice Gravitacional Mediante Simulación CFD: Influencia del Diámetro y del Angulo de Entrada Sobre el Rendimiento del Flujo. [Trabajo de grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional.
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