Análisis experimental del comportamiento reológico de lavas torrenciales viscosas mediante un modelo físico reducido para calibrar un modelo numérico de simulación de flujo unidimensional hiperconcentrado

Abstract

En este trabajo de grado se analizó el comportamiento reológico experimental de lavas torrenciales viscosas, mediante un modelo físico reducido para calibrar un modelo numérico de simulación de flujo unidimensional hiperconcentrado. Constó de tres etapas una teórica en la cual se obtuvieron las ecuaciones constitutivas que rigen al comportamiento no newtoniano de las lavas torrenciales, la experimental en donde determinan sus propiedades reológicas por medio de métodos empíricos del ensayo del penetrómetro, la prueba de Pashias y el reómetro de bola, además se utilizó el viscosímetro rotativo Fann 35º y el Anton Para, cuyos resultados validaron los resultados obtenidos con los métodos empíricos. Paralelamente se realizaron rompimientos de compuerta en un modelo físico reducido (canal) y por último la etapa numérica donde se utilizó el modelo numérico de simulación unidimensional de rompimientos de compuerta de flujos hiperconcentrados Waraira Flow V1.0,. y sus soluciones numéricas se compararon satisfactoriamente con los resultados del ensayo realizado en el modelo físico reducido (canal).

In the present study, the rheological behavior of viscous torrential lavas was analyzed using a physical model in order to calibrate a numerical model for simulation of one dimensional hyperconcentrated fluid. The study was divided in three parts, the first one, was a theorical part where the constitutive equations that represent the non Newtonian behavior of torrential lavas was gotten, the second part was an experimental part were the rheological properties was gotten by the use of empirical methods like the penetrometer, Pashias test and ball rheometer , besides a Fann 35º viscometer and a Aston Par were use for validate the results that were obtained with the empirical methods. Dam breaks were also simulated in a physical model. The last part was a numerical part where Waraira Flows V1.0 the numerical model for the simulation of one dimensional hyperconcentrated fluid was used, and its results had successfully compared with the results gotten in the physical model.