CONGRESO XVIII – Trabajo 06

APARICIÓN DE CONVECCIÓN PENETRATIVA: ANÁLISIS TEÓRICO Y EXPERIMENTAL

CHRISTIAN IHLE1
YARKO NIÑO2

RESUMEN

Se propone un modelo simple para estudiar la aparición de convección penetrativa modulada, inducida por el enfriamiento superficial de cuerpos de agua como lagos y reservorios. El modelo está basado en el análisis de estabilidad lineal de las ecuaciones de Navier-Stokes y energía suponiendo válida la aproximación de Boussinesq. Considera el efecto del forzamiento impermanente de la temperatura en la superficie (debido a la intercambio de calor con la atmósfera), la existencia de un perfil inicial de estratificación térmica y la variación espacial de la viscosidad y la difusividad térmica turbulentas. Se define y emplea un conjunto de parámetros adimensionales ad-hoc para el análisis. Se encontró que la razón entre el espesor de la capa mezclada y una escala de longitud construida a partir de una viscosidad turbulenta de referencia y un período forzante, son mucho más importantes que el efecto del gradiente de temperatura inducido por la estratificación térmica para determinar la condición de aparición de convección penetrativa. Los resultados son consistentes con observaciones experimentales.

1 Asistente de investigación, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile – mail: cihle@ing.uchile.cl
2 Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile – mail: ynino@ing.uchile.cl

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