La turbulencia en canales abiertos. Un enfoque lagrangiano

Abstract

[EN] Reynolds experiments demonstrated that, once a Reynolds number threshold is exceeded, water flow ceases to follow an orderly pattern with trajectories parallel to the contours and becomes chaotic. Currently, turbulence has been described in numerical models using a theoretical approach, solving the turbulence closure problem. The Lagrangian description of fluid particle motion with the SPHERIMENTAL model is used to analyze the turbulent behavior of particles and to calculate the friction slope as a function of the path traveled. The results have been compared with the friction slope defined by Manning, providing a physical explanation for the traditional concept of friction slope.

[ES] Los experimentos de Reynolds demostraron que superado un umbral del número de Reynolds el flujo del agua deja de seguir un patrón ordenado con trayectorias paralelas a los contornos, para convertirse en caótica. Actualmente la descripción de la turbulencia en los modelos numéricos se realiza con un enfoque teórico resolviendo el problema de clausura de la turbulencia. Se utiliza la descripción lagrangiana del movimiento de las partículas de fluido con el modelo SPHERIMENTAL para analizar el comportamiento turbulento de las partículas y para calcular la pendiente de fricción en función de la trayectoria recorrida. Los resultados se han comparado con la pendiente de fricción definida por Manning, aportando una explicación física al tradicional concepto de pendiente de fricción.