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Estudio de campo del modelo de resistencia al flujo de tres parámetros en ríos con parches de vegetación

Autores: Naderi, Masoud; Afzalimehr, Hossein; Dehghan, Ayoub; Darban, Nader; Nazari-Sharabian, Mohammad; Karakouzian, Moses

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudio de campo del modelo de resistencia al flujo de tres parámetros en ríos con parches de vegetación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Tensión de corte en la cama
Parches de vegetación
Resistencia al flujo
Características de la capa límite
Ley logarítmica
Darcy-Weisbach

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El esfuerzo cortante en el lecho de ríos de lecho grueso con parches de vegetación es uno de los parámetros desafiantes en la ingeniería hidráulica, la ingeniería mecánica, la morfología fluvial y los estudios ambientales. Basado en esta necesidad, en este estudio se estimaron y compararon los valores del esfuerzo cortante en el lecho de cuatro tramos de ríos en Irán utilizando los métodos de características de la capa límite, la ley logarítmica y Darcy-Weisbach. La recolección de datos en este estudio comenzó en febrero de 2021 y finalizó en abril de 2021. La estimación de la resistencia al flujo es un factor clave en muchos modelos numéricos y físicos. Para obtener una evaluación razonable de este factor, es necesario medir y calcular las variables clave de resistencia al flujo. En consecuencia, el diseño experimental en este estudio incluye operaciones de levantamiento, medición de velocidad y muestreo de sedimentos del lecho. Los resultados muestran que debido a las formas del lecho, los parches de vegetación y las variaciones de la profundidad del flujo y el tamaño de grano en el río, la ley de distribución de velocidad universal (la ley logarítmica) puede no ser adecuada para estimar la velocidad de corte, que es un parámetro clave de la resistencia al flujo. Esto requiere métodos más justificables que no se vean afectados por las condiciones cercanas al lecho. En consecuencia, se presenta un modelo de resistencia al flujo de tres parámetros, que muestra un error promedio del 17%, lo que indica la precisión del modelo. La investigación de 71 perfiles de velocidad medidos muestra la ocurrencia del fenómeno Dip en los perfiles de velocidad cerca de los parches de vegetación. Sin embargo, al alejarse de los parches de vegetación, el efecto de este fenómeno disminuye, y los perfiles ilustran una distribución en forma de S. Los resultados muestran que las diferencias relativas entre la ley logarítmica y los métodos de Darcy-Weisbach en comparación con el método de características de la capa límite (BLCM) son iguales al 87% y al 39%, respectivamente, lo que indica un acuerdo más razonable entre el método de Darcy-Weisbach y el método de características de la capa límite. Esto se debe a la aplicación de parámetros clave de la teoría de la capa límite para calcular la velocidad de corte mediante BLCM. Sin embargo, para simplificar la recolección de datos en el campo, se sugiere la aplicación del método de Darcy-Weisbach.

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