Calibración de un modelo numérico en un estudio comparativo teórico - experimental del comportamiento del flujo de agua en un vertedero con salto tipo esquí libre en un canal de flujo hidrodinámico

• Autores: Mori Noriega, Roger Anthony, Perez Zapata, Midori Harumi
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Tecnológica del Perú
• Repositorio: UTP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utp.edu.pe:20.500.12867/11683
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12867/11683
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Coeficiente de descarga; Modelo matemático; Salto en esquí; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

El presente trabajo de investigación tiene como propósito calibrar un modelo numérico estudiando de manera comparativa, desde el punto de vista teórico y experimental, el flujo del agua en un vertedero con salto tipo esquí libre en un canal de flujo hidrodinámico. La metodología fue cuantitativa y descriptiva, con un diseño teórico-experimental basado en ensayos de un laboratorio hidráulico. Se realizaron 31 ensayos por grupo, divididos en dos experimentos con pendientes del 0.00% y 0.10%, utilizando un vertedero modelo TecQuipment’s FC300e. Se variaron el caudal y la pendiente, midiendo en dos puntos del canal: aguas arriba y aguas abajo. Los datos experimentales incluyeron caudal, profundidades y coeficiente de descarga. Los resultados experimentales fueron comparados con cálculos teóricos usando fórmulas empíricas, lo que permitió evaluar el error. En el primer experimento (0.00% de pendiente), los errores promedio fueron del 37% para el tirante aguas arriba, 83% aguas abajo, y 99% para el tirante conjugado. En el segundo experimento (0.10% de pendiente), los errores fueron del 39% aguas arriba, 84% aguas abajo, y 99% en el tirante conjugado. Para reducir estos errores, se desarrolló un modelo numérico que ajustó el cálculo teórico del caudal a los valores experimentales. El modelo logró disminuir los errores significativamente: un 3% en aguas arriba, 7% en aguas abajo y 26% en tirante conjugado en el primer experimento, y un 5%, 15% y 23% respectivamente en el segundo experimento. En conclusión, aunque los resultados experimentales y teóricos mostraron variaciones, el modelo numérico permitió un ajuste adecuado y redujo las discrepancias, cumpliendo con los objetivos del estudio.