Solución autosimilar para los flujos de intercambio en canales de sección transversal arbitraria

• Autores: Thomas, Luis Pablo; Marino, Beatriz María
• Año de publicación: 2004
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2004;01(16):108-112
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Estudiamos los flujos estratificados generados por la liberación repentina de un líquido en el seno de otro de diferente densidad en un canal uniforme de sección transversal arbitraria. Hallamos la solución autosimilar que describe la etapa inicial de los flujos en la aproximación de aguas poco profundas ignorando el mezclado entre los líquidos. Las resultantes distribuciones de la altura y la velocidad de las corrientes son funciones analíticas explícitas en el caso límite conformado por una capa densa de espesor mucho menor que el del fluido liviano o ambiente. También se determinan las condiciones que cumplen los frentes de los flujos generados en este tipo de canales. Mostramos que, respecto de lo que ocurre en los canales de sección rectangular, las corrientes de gravedad estudiadas presentanperfiles de altura diferentes y sus respectivos frentes viajan a distintas velocidades dependiendo de la forma de la sección transversal
We study the stratified flows generated in an uniform and arbitrary cross-section channel by the sudden release of afluid into another fluid of slightly different density. A self-similar solution describing the initial stage of the flows, under the shallow water equations approximations and ignoring the mixing between the fluids, is found. The resultin gheight and velocity distributions of the currents are explicit analytical functions in the limit case that considered adense fluid layer of much smaller depth than that of the light (or ambient) fluid layer. Also the conditions fulfilled by the fronts of the generated flows in this kind of channel are determined. We show that the studied gravity currents present height profiles that are different from those characteristic of the flows developed in non-rectangular cross-section channels, and their respective fronts travel at different velocities depending on the cross-section shape
Fil: Thomas, Luis Pablo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco (UNCPBA-IFAS). Buenos Aires. Argentina
Fil: Marino, Beatriz María. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco (UNCPBA-IFAS). Buenos Aires. Argentina