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CIENCIA Y TECNICA DE LA INGENiERIA C M L

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE UN RESALTO HIDRAULICO

E. Mauricio Gonzlez* y Miguel A. Losada** Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

En el presente proyecto se estudia un resalto hidrulico en un canal abierto. Se midi y analiz su es- tructura turbulenta, distribucin de presiones, caractersticas medias del flujo, clculo y aplicacin de ecuaciones de disipacin de energa, aplicacin de las ecuaciones de continuidad y cantidad de movi- miento. Para las mediciones se emple un Anemmetro Lser Doppler (LDA) de dos componentes y se plante un proceso de su calibracin. Los datos obtenidos con el LDA, JUeron lo suficientemente precisos, dado que satisfacen aceptable- mente tanto las ecuaciones de continuidad y movimiento, como tambin las$uctuaciones de velocidad. Se calcul las tensiones de Reynolds en el flujo a partir de las ecuaciones de cantidad de movimiento, obtenindose unos resultados aceptables. Tambin se obtuvo las lneas de flujo y velocidades vertica- les a partir de la ecuacin de continuidad con resultados bastante aproximados a los medidos.

Measurements of velocities and turbulent parameters have been mude in un hydraulic jump. These me- asurements were mude using a two-component Laser Doppler Anemometer (LDA). Mean velocity, tur- bulence distribution, mean total pressure and dynamic pressure are analyzed. On the basis of the mo- mentum equation, the structure of the stress is studied. The measured data satisfy well the governing equations. The velocity fluctuation terms are shown to be important components of the stress close to the free sur- face in the hydraulic jump. The shear stress integrated over the hydraulic jump length is evaluated. The energy dissipation is analyzed including the projle ejjfect ( a and parmeters). The turbulent structure in hydraulic jumps analyzed here is an important element forbture studies on nearly equivalent dissipative Jows, such as suggested by Svendsen, 1982, in the study of bores in the nearshore area.

El estudio y caracterizacion del fenmeno de la turbulencia es hoy en da un tema de gran con- troversia y discusin, dado el desconocimiento que existe todava en este campo. En el pasado el estado de la turbulencia se reduca a plantea- mientos tericos, dado quese careca de elemen- tos de medicin con gran precisin que respalda- ran de alguna manera estas hiptesis y modelos.

Grupo de Ingeniera Oceanogrfica y de Costas. Depar- tamento de Ciencias y Tcnicas ijel Agua y del Medio Ambiente, Universidad de Cantabria, 39005 Santander, Espaa; Investigador, Universidad de los Andes. Depar- tamento de Ingeniera Civil, c/ 19, cm. 1, Bogot, Colom- bia..

"Grupo de Ingeniera Oceanogrfica y de Costas. De- partamento de Ciencias y Tcnicas del Agua y del Medio Ambiente, Universidad de Cantabria, 39005 Santander, Espaa..

. Recibido en ROP: enero 1993

Hoy en da se cuenta con sofisticados equipos de medicin que han permitido comprobar mu- chos de estos planteamientos y formular otros nuevos. A pesar de las limitaciones todava exis- tentes como son la falta de herramientas matem- ticas ms poderosas y el desconocimiento de la naturaleza misma del fenmeno, no se ha podido plantear formulaciones generales de este fenme- no quedando limitadas a soluciones especficas para unos casos particulares.

Un caso turbulento de gran inters dentro de ia hidruiica ae costas es e iiujo dentro de a zona de rompientes. Esta zona se caracteriza por la presencia de gran turbulencia generada por las olas al romper y un sistema complejo de corrien- tes longitudinales y transversales a la lnea de pla- ya generadas por distintos mecanismos fsicos, siendo las principales originadas por el oleaje.

REVISTA DE OBRAS PUBLICAS. No 3.330. ANO 141. MARZO 1994