Critical flow in open channels: Numerical solution using the Newton-Raphson method for Android 4.0 applica-tion.

Flujo crítico en canales abiertos, solución numérica me-diante el método de Newton-Raphson para aplicación Android 4.0

  • Édgar Orlando Ladino Moreno Universidad Militar Nueva Granada
  • César Augusto García-Ubaque Universidad Distrital Francisco José de Caldas
  • María Camila García Vaca Universidad Católica de Colombia
Palabras clave: application software, educational software, water flow, fluid dynamics, JavaScript code (en_US)
Palabras clave: código JavaScript, dinámica de fluidos, flujo de agua, programa informático, programa informático didáctico (es_ES)

Resumen (en_US)

Context: In this article we present an algorithm under JavaScript source code for critical flow equation solution.

Method: An object-oriented programming language was implemented for Android 4.0 or higher systems based on iterative and incremental processes (Agile development). The numerical method of Newton-Raphson was used to determine the critical depth of seven hydraulic sections (rectangular, trapezoidal, asymmetric trapezoidal, triangular, asymmetric triangular, parabolic and circular). A potential function was obtained to establish the seed value in iterative process, in order to accelerate and guarantee the convergence level for each section. This value is directly associated with hydraulic problem pre-established conditions.

Results: The application calculates: critical depth, critical speed, hydraulic area, specific energy, wet perimeter and mirror. The results calculated by the application were validated against Excel analysis tool (Goal Seek) results and Hcanales® software developed by Máximo Villón Béjar Engineer. Finally, the application is available for free in Google Play Store, with the name "Critical Flow in Channels. Newton Raphson Solution".

Conclusions: It is possible to develop easily accessible applications that meet the technical conditions required for the resolution of engineering-related situations.

Resumen (es_ES)

Contexto: En este artículo se presenta el desarrollo de un algoritmo bajo código fuente JavaScript para la solución de la ecuación de flujo crítico.

Método: Se implementó un lenguaje de programación orientado a objetos para sistemas Android 4.0 o superiores, a partir de procesos iterativos e incrementales (desarrollo ágil). Se utilizó el método numérico de Newton-Raphson para determinar la profundidad crítica de siete secciones hidráulicas (rectangular, trapezoidal, trapezoidal asimétrico, triangular, triangular asimétrico, parabólico y circular). Con el propósito de acelerar y garantizar el nivel de convergencia para cada sección, se obtuvo una función potencial para establecer el valor semilla en el proceso iterativo; dicho valor se asocia de forma directa a las condiciones preestablecidas del problema hidráulico.

Resultados: La aplicación calcula la profundidad crítica, velocidad crítica, área hidráulica, energía específica, perímetro mojado y el espejo. Los resultados fueron validados contra los obtenidos por medio de la herramienta para análisis de Excel (buscar objetivo) y por el software Hcanales® desarrollado por el ingeniero Máximo Villón Béjar. Finalmente, la aplicación se encuentra disponible de forma gratuita en Play Store (Google), con el nombre de “Flujo Crítico en Canales. Solución Newton Raphson”.

Conclusiones: Es posible desarrollar aplicaciones de fácil acceso que cumplan con las condiciones técnicas requeridas para la resolución de situaciones relacionadas con ingeniería.

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Biografía del autor/a

Édgar Orlando Ladino Moreno , Universidad Militar Nueva Granada

Ingeniero Civil, Fundación Universitaria Agraria de Colombia, Colombia. Ingeniero Topográfico, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia. Maestría en Ingeniería Civil, Escuela Colombiana de Ingeniería, Colombia. Profesor Asociado Universidad Militar Nueva Granada

César Augusto García-Ubaque , Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia, Colombia. Maestría en Ingeniería Civil, Universidad de los Andes, Colombia. Doctorado en Ingeniería, Universidad de los Andes, Colombia. Profesor Titular Universidad del Distrito Francisco José de Caldas

María Camila García Vaca, Universidad Católica de Colombia

Ingeniero Químico, Universidad de los Andes, Colombia. Maestría en Ingeniería Química, Universidad de los Andes, Colombia. Profesor Universidad Catolica de Colombia

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Cómo citar
Ladino Moreno , Édgar O., García-Ubaque , C. A., & García Vaca, M. C. (2020). Flujo crítico en canales abiertos, solución numérica me-diante el método de Newton-Raphson para aplicación Android 4.0. Tecnura, 24(63). https://doi.org/10.14483/22487638.16196

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