CONGRESO XIV – Trabajo 18

MODELACIÓN k-ε DE LA RESUSPENSIÓN DE SEDIMENTOS INDUCIDA POR EL VIENTO

INGRID HILLMER1
YARKO NIÑO2

RESUMEN

Se presentan resultados de una modelación numérica del proceso de resuspensión de sedimentos desde el lecho de un cuerpo de agua, inducido por la acción del viento soplando sobre la superficie libre. El fenómeno es modelado utilizando una versión cuasi-bidimensional de las ecuaciones de Reynolds, acopladas con un modelo de cierre de turbulencia de tipo k-e, y la ecuación de continuidad de sedimento. El modelo matemático es resuelto numéricamente usando el método de los volúmenes de control. Los resultados de la simulación respecto de las corrientes de ciruclación generadas por el viento en el cuerpo de agua son validados a aprtir de datos experimentales. Estos resultados predicen la existencia de siches, durante los cuales el esfuerzo de corte sobre el fondo oscila hasta alcanzar un valor constante, asintóticamente en el tiempo. Este esfuerzo de corte es capaz de generar la resuspensión de sedimento desde el lecho. El modelo permite determinar la distribución vertical de concentración de sedimento en suspensión en el cuerpo de agua, la que depende del esfuerzo de corte inducido por el viento en la superficie libre, la profundidad del flujo y el tamaño de las partúculas de sedimento del lecho. Para ciertas condiciones de flujo y tamaño de partículas, que implican una concentración extremadamente alta de sedimento en la cercanía del lecho, las simulaciones muestran la formación de una estratificación del flujo con la presencia de una interfaz de densidad, conocida como lutoclina. Los resultados de las simulaciones son utilizados para determinar una expresión que permite estimar la concentración de sedimento en las cercanías del lecho, basada en el esfuerzo de corte ejercido por el viento, la profundidad del flujo y el tamaño de las partículas de sedimento del lecho.

1 Instructor, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile
2 Profesor Asistente, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile

 

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Sochid Congreso 1999 18
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