Nota sobre la estimación a granel de la tasa de disipación de energía en la capa límite inferior oceánica
Autores: Ruan, Xiaozhou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Nota sobre la estimación a granel de la tasa de disipación de energía en la capa límite inferior oceánica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Energía cinética
Flujos oceánicos
Capa límite inferior
Arrastre en el fondo
Tasa de disipación
Turbulencia
Licencia
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Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se cree que la disipación de la energía cinética (EC) asociada con los flujos oceánicos ocurre principalmente en la capa límite inferior oceánica (BBL), donde la fricción en el fondo convierte la EC de los flujos medios en pérdida de calor a través de la mezcla irreversible a escalas moleculares. Debido a las dificultades prácticas asociadas con las observaciones directas sobre la turbulencia a pequeña escala cerca del fondo marino, la mayoría de las estimaciones más recientes sobre la fricción en el fondo se basan en una fórmula de volumen simple (CdU3) propuesta por G.I. Taylor que relaciona la tasa de disipación integrada de la BBL con un coeficiente de fricción (Cd) así como con una magnitud de flujo fuera de la BBL (U). Utilizando resultados de varias simulaciones numéricas directas que resuelven la turbulencia, se muestra que la verdadera tasa de disipación integrada de la BBL es aproximadamente el 90% de la estimada utilizando la fórmula de volumen clásica, aplicada aquí al escenario más simple donde hay un flujo medio sobre un fondo plano y hidrodinámicamente liso. Se argumenta además que la fórmula de Taylor solo proporciona una estimación de límite superior y debe aplicarse con precaución en la futura cuantificación de la disipación de la BBL; el rendimiento de la fórmula de volumen depende de la distribución de la velocidad y el esfuerzo cortante cerca del fondo, que, en el océano real, podría verse interrumpido por la rugosidad del fondo.
Descripción
Se cree que la disipación de la energía cinética (EC) asociada con los flujos oceánicos ocurre principalmente en la capa límite inferior oceánica (BBL), donde la fricción en el fondo convierte la EC de los flujos medios en pérdida de calor a través de la mezcla irreversible a escalas moleculares. Debido a las dificultades prácticas asociadas con las observaciones directas sobre la turbulencia a pequeña escala cerca del fondo marino, la mayoría de las estimaciones más recientes sobre la fricción en el fondo se basan en una fórmula de volumen simple (CdU3) propuesta por G.I. Taylor que relaciona la tasa de disipación integrada de la BBL con un coeficiente de fricción (Cd) así como con una magnitud de flujo fuera de la BBL (U). Utilizando resultados de varias simulaciones numéricas directas que resuelven la turbulencia, se muestra que la verdadera tasa de disipación integrada de la BBL es aproximadamente el 90% de la estimada utilizando la fórmula de volumen clásica, aplicada aquí al escenario más simple donde hay un flujo medio sobre un fondo plano y hidrodinámicamente liso. Se argumenta además que la fórmula de Taylor solo proporciona una estimación de límite superior y debe aplicarse con precaución en la futura cuantificación de la disipación de la BBL; el rendimiento de la fórmula de volumen depende de la distribución de la velocidad y el esfuerzo cortante cerca del fondo, que, en el océano real, podría verse interrumpido por la rugosidad del fondo.