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A numerical water-hammer model using Scilab
Modelo numérico del golpe de ariete con Scilab
DOI:
https://doi.org/10.15446/ing.investig.v27n3.14850Keywords:
numerical methods, Scilab, characteristics method, water hammer (en)métodos numéricos, Scilab, método de solución de las características, golpe de ariete (es)
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A water hammer can produce severe consequences regarding pipe integrity; simulation thus becomes an essential requirement for ensuring proper water distribution system design and operation. This article thus tries to demonstrate the importance of numerical methods in resolving such problems. A Scilab code allowing pressure propagation to be represented using the characteristics’ method applied to a case of classic literature was thus developed for numerically simulating this phenomenon. This method uses a finite difference scheme for resolving mass and momentum equations. The article presents equations governing the problem from the numerical point of view, the phenomenon’s behavior is analysed and results obtained by the numerical approach (calculating finite differences) are compared to those obtained with Scilab and the theoretical solution.
El golpe de ariete puede generar consecuencias severas en la integridad de las tuberías, y debido a ello, la simulación es un requisito esencial para asegurar el correcto diseño y operación de los sistemas de distribución de agua. En este sentido, el artículo pretende demostrar la importancia de los métodos numéricos en la resolución de este tipo de problemas. Para la simulación numérica del fenómeno se desarrolló un código en Scilab que permite representar la propagación de las ondas de presión haciendo uso del método de las características, aplicado a un caso clásico de la literatura. Este método emplea un esquema de diferencias finitas para resolver las ecuaciones de masa y momento. En el artículo se presentan las ecuaciones que gobiernan el problema desde el punto de vista numérico, se analiza el comportamiento del fenómeno y finalmente, se realiza una comparación entre los resultados obtenidos por la vía numérica y la solución teórica.
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