Análisis de la velocidad crítica de flujo de tuberías de riego de microflexión viscoelástica de varios vanos
Autores: Wu, Sihao; Fan, Bo; Cao, Jianhua; Xiao, Suwei; Cao, Yuhe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de la velocidad crítica de flujo de tuberías de riego de microflexión viscoelástica de varios vanos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Tuberías de riego
Defectos de flexión
Ecuaciones de Lagrange
Formulación de Coordenadas Nodales Absolutas
Micro-flexión
Velocidad crítica de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Los conductos de riego son instalaciones hidráulicas agrícolas críticas que a menudo desarrollan defectos de flexión menores debido al asentamiento del suelo o a una instalación incorrecta. Este estudio emplea ecuaciones de Lagrange para volúmenes no materiales y la Formulación de Coordenadas Nodales Absolutas (ANCF) para modelar los conductos de riego de microflexión viscoelástica de múltiples tramos, investigando la influencia de los defectos de microflexión en la velocidad crítica del flujo. Los parámetros del material de la pared del conducto se determinan mediante pruebas de tracción uniaxial, y la eficacia del modelo propuesto se valida mediante la comparación con modelos degradados y pruebas de campo. Un análisis numérico adicional demuestra que modificar el defecto de microflexión del conducto de una forma parabólica a una forma sinusoidal produce un aumento del 13,9% en la velocidad crítica del flujo. Esta mejora es particularmente significativa para proyectos de riego con opciones de material de tubería limitadas, márgenes de diseño de flujo ajustados y bajos retornos económicos.
Descripción
Los conductos de riego son instalaciones hidráulicas agrícolas críticas que a menudo desarrollan defectos de flexión menores debido al asentamiento del suelo o a una instalación incorrecta. Este estudio emplea ecuaciones de Lagrange para volúmenes no materiales y la Formulación de Coordenadas Nodales Absolutas (ANCF) para modelar los conductos de riego de microflexión viscoelástica de múltiples tramos, investigando la influencia de los defectos de microflexión en la velocidad crítica del flujo. Los parámetros del material de la pared del conducto se determinan mediante pruebas de tracción uniaxial, y la eficacia del modelo propuesto se valida mediante la comparación con modelos degradados y pruebas de campo. Un análisis numérico adicional demuestra que modificar el defecto de microflexión del conducto de una forma parabólica a una forma sinusoidal produce un aumento del 13,9% en la velocidad crítica del flujo. Esta mejora es particularmente significativa para proyectos de riego con opciones de material de tubería limitadas, márgenes de diseño de flujo ajustados y bajos retornos económicos.