Estudio Experimental sobre la Hipótesis de Taylor y Velocidad de Convección en Resalto Hidráulico

ROMAGNOLI, M.; TRIERWEILER, E. F.; MARQUES, M. G.; ENDRES, L. A. M.; LOPARDO, R. A.

Tucumán

Congreso; XXI CONGRESO NACIONAL DEL AGUA; 2007

Una investigación experimental acerca de la aplicabilidad de la hipótesis de Taylor en el interior de un resalto hidráulico libre es presentada. Utilizando mediciones simultaneas de presiones fluctuantes en la base del resalto, en diferentes puntos a lo largo de su eje longitudinal, es posible estimar las funciones de correlación espacio-tiempo. A partir de la comparación entre correlaciones espaciales y temporales se intenta comprobar la hipótesis de Taylor conocida también como hipótesis de turbulencia congelada (“frozen turbulence”). La velocidad de convección de las estructuras turbulentas es definida como la razón entre la distancia que separa las posiciones de medición y el defasaje temporal de sus respectivas señales en alcanzar su máxima correlación. Además, a través del espectro de fase (“phase spectrum”) es posible analizar el comportamiento de la velocidad de convección para cada una de sus componentes en frecuencia. Los niveles de correlación espacio-tiempo observados indican una rápida disminución en el grado de coherencia de la estructura turbulenta que se propaga. Probablemente, los aspectos tridimensionales del comportamiento del flujo, el cual introduciría o removería fluctuaciones del patrón que se propaga, sean los responsables de dicho fenómeno. Aparentemente, según los resultados observados para los números de Froude aquí estudiados, la velocidad de convección estaría aproximadamente en un valor entre el 30 y 55% de la velocidad de ingreso al resalto. Por otra parte, el análisis en frecuencia indica que los remolinos de mayores escalas se propagarían con velocidades de convección menores que los remolinos de menores escalas. Cabe destacar que los resultados que se presentan deben ser aún confirmados con experiencias sistemáticas, justificando de esta manera estudios posteriores que vengan a contribuir a lo que aquí se expone.