DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA ESTRUCTURA DEL FLUJO EN LA CERCANÍA DE LA SUPERFICIE LIBRE
ALAN MOURGUES1
ALDO TAMBURRINO2
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo es caracterizar experimentalmente la estructura turbulenta que se desarrolla en la cercanía de la superficie libre de un flujo generado por microchorros en un estanque. Para caracterizar el flujo se utilizó la técnica de visualización y velocimetría por imágenes de partículas (PIV), obteniéndose campos de velocidades, perfiles verticales de velocidad media, intensidad y energía cinética turbulenta, funciones de autocorrelación y funciones de densidad espectral.
Las observaciones y análisis de los datos permitieron inferir una sucesión de eventos en la cercanía de la interfase aire-agua, que forman un patrón que se repite cuasi periódicamente. Los espectros de potencia de las fluctuaciones de velocidad mostraron frecuencias dominantes que coincidieron con las observadas en las funciones de autocorrelación. Además, del análisis espectral se desprende la pérdida de isotropía de las velocidades turbulentas en la vecindad de la superficie libre, resultando ser mayor la energía contenida en las fluctuaciones de la componente horizontal que la contenida en la componente vertical (damping). Ligado a este proceso, en las experiencias de visualización se observó el fenómeno de aplastamiento, mediante el cual los vórtices ascendentes se deforman al aproximarse a la superficie libre, produciéndose un aumento del tamaño del eje horizontal y una disminución del eje vertical (pérdida de simetría axial)
1 Ingeniero Civil (E). Ayudante de Investigación, División de Recursos Hídricos y Medio Ambiente, Dpto. de Ingeniería Civil, Universidad de Chile
2 Ingeniero Civil, Ph.D., Profesor Asociado, División de Recursos Hídricos y Medio Ambiente, Dpto. de Ingeniería Civil, Universidad de Chile
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