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Calibración y Verificación de Parámetros de Operación para un Conjunto de Perfiles Vectrino Configurados para la Medición de Campo de Flujo Turbulento alrededor de Pilas de Puentes-Parte II

Autores: Gilja, Gordon; Fliszar, Robert; Harasti, Antonija; Valyrakis, Manousos

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Calibración y Verificación de Parámetros de Operación para un Conjunto de Perfiles Vectrino Configurados para la Medición de Campo de Flujo Turbulento alrededor de Pilas de Puentes-Parte II


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Mediciones de flujo
Perfiles de velocidad
Perfiles de velocímetros acústicos Doppler
Energía cinética turbulenta
Análisis de sensibilidad
Error cuadrático medio

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

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Descripción
Los velocímetros de alta frecuencia utilizados para mediciones de flujo durante experimentos de laboratorio permiten al usuario seleccionar el rango para varios parámetros de operación para configurar el instrumento para una medición óptima de la velocidad. Las discrepancias entre las mediciones de velocidad recopiladas con diferentes configuraciones del instrumento pueden ser significativas, dependiendo de la configuración del lecho del canal y las condiciones de contorno. El objetivo de este artículo es cuantificar las diferencias en los perfiles de velocidad de flujo medidos con perfiles de velocímetros Doppler acústicos (ADVP) configurados utilizando una combinación de parámetros de perfilado: Algoritmo de Ping (PA), Tamaño del Pulso de Transmisión (TPS) y Tamaño de Celda (CS). Mientras que en la Parte I de esta investigación, el objetivo era identificar la configuración óptima de la sonda para la medición aguas abajo de la compleja estructura hidráulica (pilón protegido con piedra de riprap) basada en una coincidencia del caudal con mediciones de otros instrumentos, en este artículo se demuestra el efecto de la configuración distinta de la sonda en el perfil de velocidad y la energía cinética turbulenta (TKE). Las diferencias entre las configuraciones de los ADVP se analizaron a través de un análisis de sensibilidad con la intención de calcular y comparar cualquier discrepancia en las mediciones de velocidad para los tres componentes de velocidad medidos: en dirección de flujo u, en dirección transversal v y vertical w, recopilados en dos secciones transversales características del canal. Los resultados muestran que cada cambio de parámetro tiene un efecto significativo en los valores medidos de cada componente de velocidad en comparación con la Configuración Objetivo (TC). El mayor error cuadrático medio (RMSE) se observa cuando se cambia el TPS, seguido por CS y PA. El RMSE absoluto calculado para el cambio de TPS de 4 mm a 1 mm es, en promedio, 6.30 cm/s, 0.90 cm/s y 0.82 cm/s para los componentes de velocidad u, v y w, respectivamente. El RMSE absoluto calculado para el cambio de CS de 1 mm a 4 mm es, en promedio, 4.49 cm/s, 0.88 cm/s y 0.71 cm/s para los componentes de velocidad u, v y w, respectivamente. El RMSE absoluto calculado para el cambio de PA de Adaptativo a Intervalo Máximo es, en promedio, 4.04 cm/s, 0.63 cm/s y 0.68 cm/s para los componentes de velocidad u, v y w, respectivamente. Para un cambio en todos los parámetros, el RMSE es mayor para la sección transversal aguas abajo del pilón que para la sección transversal de aproximación: en promedio, 90%, 57% y 54% para un cambio en el PA, TPS y CS, respectivamente.

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