Evaluación experimental de una analogía para la caracterización del flujo turbulento en confluencias

HERRERO, H.; GARCÍA, C.M.; LOPEZ, G.; PEDOCCHI, F.

Santa Fe

Simposio; III Simposio sobre Métodos Experimentales en Hidráulica; 2013

La caracterización del flujo en confluencias es uno de los aspectos de la hidrodinámica fluvial que ha generado gran interés por parte de la comunidad científica. La complejidad del flujo turbulento en confluencias, hace necesario estudiar los procesos que ocurren en estos ambientes de forma análoga a casos típicos de estudio en la Mecánica de los Fluidos. Un proceso análogo adoptado para caracterizar el flujo en confluencias, es el caso de flujos alrededor de un obstáculo (pila cilíndrica vertical); sin embargo en la literatura disponible actualmente no existe evidencia de datos experimentales que verifiquen dicha analogía. En este trabajo se presenta una caracterización experimental de esta analogía implementando las dos tipologías (flujo alrededor de un obstáculo y flujo en una confluencia con características geométricas similares) en un canal de sección rectangular a fondo rígido en las instalaciones del IMFIA, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay. Para ambos casos fueron impuestas las mismas condiciones del flujo (caudal y profundidad). Se emplearon dos técnicas de medición acústica como es el caso del Velocímetro Acústico Doppler (ADV) y el Perfilador de Velocidad Ultrasónico (UVP), de forma tal de obtener valores de velocidad del flujo con una alta resolución temporal y espacial y de esta forma caracterizar no sólo el flujo medio, sino también estructuras turbulentas a través de un análisis espectral, función de autocorrelación, etc. Los resultados muestran características similares para el flujo medio en ambos casos, observándose un déficit de velocidad aguas abajo del obstáculo en la zona próxima al eje longitudinal del canal, creciendo hacia las márgenes, y la presencia de estructuras bidimensionales que forman una calle de vórtices. La diferencia radica en que la energía turbulenta del flujo en la zona donde se produce el déficit de velocidad para el caso del obstáculo es mayor que en el caso de la confluencia, por lo tanto los procesos de mezcla son más intensos en el primer caso.