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Revista mexicana de física

versão impressa ISSN 0035-001X

Resumo

HERNANDEZ OLIVARES, A.O.  e  OCAMPO TORRES, F.J.. La turbulencia asociada con las velocidades orbitales de olas que aún no rompen. Rev. mex. fis. [online]. 2018, vol.64, n.6, pp.619-627.  Epub 05-Nov-2019. ISSN 0035-001X.  http://dx.doi.org/10.31349/revmexfis.64.619.

Se entiende que los procesos de intercambio entre el océano y la atmósfera determinan de manera decisiva el estado del mar, del tiempo y del clima. Con el fin de entender mejor los procesos que aportan energı́a cinética turbulenta en las capas de fluido en ambos lados de la superficie del mar, abordamos el caso del oleaje y en particular el efecto de las olas que aún no rompen. Se realizaron mediciones de las velocidades de las partı́culas de fluido inducidas por la propagación de olas sin rompiente con el propósito de detectar la presencia de turbulencia y su asociación con la pendiente de las olas. Se analizaron 184 experimentos, cada uno con una duración de 3.5 minutos y olas aproximadamente monocromáticas de diferente pendiente ( 0.012 - 0.273 ) . Los experimentos se realizaron en un canal con dimensiones de 12.26 × 0.55 × 0.32 m empleando un velocı́metro acústico (Vectrino Profiler, Nortek), para medir las componentes u, v y w de la velocidad en una columna de fluido con 3.5 cm de longitud en 35 celdas de 1 mm de ancho, aproximadamente. En cada experimento se obtuvo el perfil vertical de la velocidad entre 1.5 y 8.6 cm de profundidad con respecto al nivel de agua en el canal ( h = 48 ± 0.5 cm). Se consideraron las componentes u ( t , z ) y w ( t , z ) en este análisis, puesto que las olas son prácticamente bidimensionales ( v ( t , z ) = 0 ). A partir de los espectros de potencia correspondientes a las fluctuaciones turbulentas u ' ( t , z ) y w ' ( t , z ), se identificaron sub-rangos inerciales (turbulencia isotrópica) independientemente de la profundidad y del valor de la pendiente de las olas. Con los espectros de las fluctuaciones turbulentas de las velocidades se demuestra que el tamaño de los remolinos cuya energı́a es transferida a remolinos de menores escalas, es mayor al aumentar la pendiente de las olas.

Palavras-chave : Olas que aún no rompen; olas monocromáticas; velocímetro acústico; turbulencia; sub-rangos inerciales.

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