SOBRE LA TURBULENCIA DE UNA ONDA SOLITARIA QUE SE PROPAGA SOBRE UN PLANO INCLINADO
Se realizaron ensayos de laboratorio en el canal de oleaje del Laboratorio de Ingeniería y Procesos Costeros (LIPC) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), unidad académica Sisal Yucatán. El objetivo fue caracterizar la turbulencia asociada a la propagación de una onda solitaria sobre un lecho de fondo móvil. El canal de olas tiene dimensiones de 40 m largo, 1.27 m de alto y 0.8 m de ancho. La onda se generó con una altura H de 0.265 m ± 0.008 m para cuatro diferentes niveles de agua (h): 0.505 m; 0.455 m; 0.405 m y h=0.305 m. La onda incidió sobre una playa de arena (plano inclinado) con una altura inicial de 0.235 m y una longitud de 1.500 m, propagándose hasta su rompimiento al final de la playa con una altura final de 0.570 m. Dos velocímetros acústicos de alta frecuencia (Vectrino Profiler Nortek) fueron colocados al pie de la playa por 0.294 m y localizados a 0.065 m del fondo, logrando obtener un perfil vertical de aproximadamente 0.025 m de las componentes u, v, y w de velocidad del flujo inducido por la onda incidente. Se analizó la turbulencia de capa límite por interacción de un flujo con fondo movible en dos posiciones distintas, estimando los Esfuerzos de Reynolds (ER) asociados, y comparando sus valores con aproximaciones que consideran la energía cinética turbulenta o la intensidad de una o más componentes turbulentas de la velocidad, así como también la Tasa de Disipación de Energía Cinética Turbulenta (TDECT). La TDECT (representativa a la intensidad o cantidad de turbulencia) fue calculada empleando una relación de isotropía local, comparando sus valores con aquellos valores resueltos mediante la “Ley de la Pared” (“LP”) y aquellos estimados a través del mecanismo de producción de turbulencia por corte vertical en la velocidad de flujo medio. Adicionalmente, a partir de la TDECT se determinaron las microescalas de Taylor longitudinal y vertical. Se encontró que las diversas aproximaciones a los ER reproducen adecuadamente sus valores, independientemente de la existencia de un balance o estacionalidad en la turbulencia, y de la profundidad medida. El balance o cuasi balance en la turbulencia fue identificado al obtener valores aproximados o de un mismo orden entre la TDECT y el mecanismo de producción. También, la “LP” reproduce adecuadamente los valores de la TDECT, constatando la presencia de una capa límite. Una relación de proporcionalidad entre las microescalas de Taylor longitudinal y vertical evidencia la presencia isotropía local en la turbulencia. Por último, para los dos casos con menor h, los ER alcanzan valores máximos para la segunda posición de medición i.e. a mayor incidencia de la onda en la playa, mientras que, para los casos restantes el cambio en la intensidad de los ER no es significativo. Este trabajo fue desarrollado con el apoyo del CONAHCYT a través del programa de estancias posdoctorales por México.