Análisis y optimización mediante simulación numérica de la estructura de la compuerta segmento ubicada en el alivio N°4 de la presa Tablachaca-Electroperu para mejorar el diseño actual

Abstract

En el presente trabajo se desarrolla un análisis computacional usando el método de elementos finitos (MEF). La estructura a analizarse es la compuerta radial ubicada en el alivio N°4 de la presa Tablachaca perteneciente al complejo Hidroeléctrico Mantaro. Para el desarrollo de la tesis se estudió las propiedades mecánicas de los aceros con los que se fabricó la compuerta, se analizó las condiciones de operación y accionamiento. Del análisis de las condiciones se procede a desarrollar la simulación en dos estados estáticos lineales en el sofware Ansys versión estudiante. La primera donde se simula la condición de operación y la segunda donde se simula el inicio de accionamiento de apertura de la compuerta. Se obtuvo resultados en las deformaciones y el campo tensorial, siendo estas analizadas. Con estos resultados se procede a optimizar la compuerta, manteniendo sus condiciones de operación y de accionamiento. Para los cuales se modificó parte de la geometría y se realizaron cambios en los materiales.

In the present work, a computational analysis is developed using the finite element method (FEM). The structure to be analyzed is the radial gate located in relief number four of the Tablachaca dam belonging to the Complejo Hidroelectrico Mantaro. For the development of the thesis, the mechanical properties of the steels with which the gate was manufactured were studied, and the operating and driving conditions were analyzed. From the analysis of the conditions, the simulation is developed in two linear static states in the Ansys student version software. The first where the operating condition is simulated and the second where the start of the gate opening drive is simulated. Results were obtained in the deformations and the tensor field, being these analyzed. With these results, we proceed to optimize the gate, maintaining its operating and drive conditions. For which part of the geometry was modified and changes were made in the materials.