湍流结构在柔性植被带上的空间演化

IF 0.3 4区 环境科学与生态学 Q4 ENGINEERING, CIVIL
Edwin Jonathan Pastrana, Ariosto Aguilar-Chávez, Ángel Mendoza-González
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摘要

在自然或人工河道中,底部和墙壁上的植被是常见的。它的存在所产生的影响是流动场的改变。流动场变化的大小取决于植被的范围、高度、密度和灵活性。为了详细分析湍流结构,本工作在一个矩形截面的通道中进行了实验研究,该通道有一段水下、柔性和人工植被。本研究的目的是确定河道壁的不对称程度,并确定河道壁的不对称程度。使用多普勒效应声测速(ADV)设备进行测量。本研究的目的是确定混合层的发展与平均速度模式和雷诺兹应力。在植被层的平均速度剖面中,可以确定开氏-亥姆霍兹不稳定性的临界点。为了分析混合层中的过程,提出了一种基于平均速度曲率分析的现象学模型。通过对湍流结构动量输运的分析,确定了湍流结构对动量输运的贡献。
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Evolución espacial de las estructuras turbulentas sobre una zona de vegetación flexible
En un cauce natural o artificial es usual la presencia de vegetación en el fondo y en la pared. Los efectos que produce la presencia de ésta es una alteración en el campo de flujo. La magnitud de las alteraciones en el campo del flujo depende de la extensión, altura, densidad y flexibilidad de la vegetación. Para analizar a detalle las estructuras turbulentas, en este trabajo se realizó un estudio experimental en laboratorio en un canal de sección rectangular con un tramo de vegetación sumergida, flexible y artificial. La región de medición se ubicó aguas arriba de la zona de vegetación hasta el final de esta misma, además se determinó la asimetría que puede inducir la presencia de la pared del canal. Las mediciones se realizaron con equipo de velocimetría acústica de efecto Doppler (ADV). Los resultados obtenidos identifican el desarrollo de la capa de mezcla a partir de los patrones de velocidad media y los esfuerzos de Reynolds. En el caso de los perfiles de velocidad media sobre la capa de vegetación fue posible identificar un punto de inflexión donde se identificaron inestabilidades tipo Kelvin-Helmholtz. Con el fin de analizar los procesos en la capa de mezcla se propone un modelo fenomenológico basado en el análisis de la curvatura de las velocidades promediadas. Además, se determinó la aportación en el transporte de momento de las estructuras turbulentas con un análisis de cuadrantes con las velocidades fluctuantes.
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来源期刊
Tecnologia Y Ciencias Del Agua
Tecnologia Y Ciencias Del Agua ENGINEERING, CIVIL-WATER RESOURCES
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期刊介绍: Published by the Mexican Institute of Water Technology, Water Technology and Sciences (Tecnología y ciencias del agua) is a highly specialized journal which reflects two important characteristics: The interdisciplinary nature of its articles and notes. The international scope of its authors, editors, reviewers, and readers. It constitutes the continuity of the journal Irrigación en México (Irrigation in Mexico) (1930-1946); Ingeniería hidráulica en México (Hydraulic Engineering in Mexico) (1947-1971); Recursos hidráulicos (Hydraulic Resources) (1972-1978), and Ingeniería hidráulica en México, second period (1985-2009). The journal is aimed at researchers, academics, and professionals who are interested in finding solutions to problems related to the water. The journal’s contents are interdisciplinary and contain previously unpublished articles and notes that offer original scientific and technological contribution that are developed in the fields of knowledge related to the following disciplines: Water and energy. Water quality. Hydro-agricultural sciences. Political and social science. Water management. Hydrology. Hydraulics.
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