CIENCIA Y TECNICA DE LA INGENiERIA C M L

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE UN RESALTO HIDRAULICO

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

En el presente proyecto se estudia un resalto hidráulico en un canal abierto. Se midió y analizó su es- tructura turbulenta, distribución de presiones, características medias del flujo, cálculo y aplicación de ecuaciones de disipación de energía, aplicación de las ecuaciones de continuidad y cantidad de movi- miento. Para las mediciones se empleó un Anemómetro Láser Doppler (LDA) de dos componentes y se planteó un proceso de su calibración. Los datos obtenidos con el LDA, JUeron lo suficientemente precisos, dado que satisfacen aceptable- mente tanto las ecuaciones de continuidad y movimiento, como también las$uctuaciones de velocidad. Se calculó las tensiones de Reynolds en el flujo a partir de las ecuaciones de cantidad de movimiento, obteniéndose unos resultados aceptables. También se obtuvo las líneas de flujo y velocidades vertica- les a partir de la ecuación 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 fenómeno de la turbulencia es hoy en día un tema de gran con- troversia y discusión, dado el desconocimiento que existe todavía en este campo. En el pasado el estado de la turbulencia se reducía a plantea- mientos teóricos, dado quese carecía de elemen- tos de medición con gran precisión que respalda- ran de alguna manera estas hipótesis y modelos.

Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de Costas. Depar- tamento de Ciencias y Técnicas ijel Agua y del Medio Ambiente, Universidad de Cantabria, 39005 Santander, España; Investigador, Universidad de los Andes. Depar- tamento de Ingeniería Civil, c/ 19, cm. 1, Bogotá, Colom- bia..

"Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de Costas. De- partamento de Ciencias y Técnicas del Agua y del Medio Ambiente, Universidad de Cantabria, 39005 Santander, España..

. Recibido en ROP: enero 1993

Hoy en día se cuenta con sofisticados equipos de medición que han permitido comprobar mu- chos de estos planteamientos y formular otros nuevos. A pesar de las limitaciones todavía exis- tentes como son la falta de herramientas matemá- ticas más poderosas y el desconocimiento de la naturaleza misma del fenómeno, no se ha podido plantear formulaciones generales de este fenóme- no quedando limitadas a soluciones específicas para unos casos particulares.

Un caso turbulento de gran interés dentro de ia hidráuiica 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 línea de pla- ya generadas por distintos mecanismos físicos, siendo las principales originadas por el oleaje.

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