Termales de línea de fuentes finitas en entornos neutros y estables, con aplicación a plumas térmicas de submarinos
Autores: Middleton, Jason H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Termales de línea de fuentes finitas en entornos neutros y estables, con aplicación a plumas térmicas de submarinos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Ascenso
Térmicas
Columnas de humo
Vehículos submarinos
Estelas de línea flotante
Océanos estratificados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La primera aplicación de la teoría del ascenso de térmicas lineales fue entender el ascenso de plumas de humo turbulento emitidas desde chimeneas en un viento cruzado. Las soluciones iniciales requerían cálculos numéricos. En este artículo se encuentran soluciones analíticas, y estas se utilizan aquí para explorar soluciones para el ascenso de estelas lineales de flotabilidad de vehículos submarinos. Las soluciones contemplan estelas en entornos tanto neutros como estables, y para fuentes que tienen flotabilidad inicial negativa o positiva. También se tiene en cuenta fuentes con diferentes tamaños y momento inicial. Se dan ejemplos prácticos de flujos de estelas térmicas submarinas utilizando condiciones de océano superior neutras y típicamente estratificadas de manera estable y una variedad de condiciones de fuente. Un resultado clave es que las estelas submarinas de pequeño diámetro con altas temperaturas producidas en aguas oceánicas débilmente estratificadas tendrán una gran altura de ascenso y pueden alcanzar fácilmente la superficie. En contraste, las estelas de gran diámetro de fuente, con temperaturas cercanas a la ambiental y emitidas en océanos fuertemente estratificados, tendrán alturas de ascenso muy pequeñas.
Descripción
La primera aplicación de la teoría del ascenso de térmicas lineales fue entender el ascenso de plumas de humo turbulento emitidas desde chimeneas en un viento cruzado. Las soluciones iniciales requerían cálculos numéricos. En este artículo se encuentran soluciones analíticas, y estas se utilizan aquí para explorar soluciones para el ascenso de estelas lineales de flotabilidad de vehículos submarinos. Las soluciones contemplan estelas en entornos tanto neutros como estables, y para fuentes que tienen flotabilidad inicial negativa o positiva. También se tiene en cuenta fuentes con diferentes tamaños y momento inicial. Se dan ejemplos prácticos de flujos de estelas térmicas submarinas utilizando condiciones de océano superior neutras y típicamente estratificadas de manera estable y una variedad de condiciones de fuente. Un resultado clave es que las estelas submarinas de pequeño diámetro con altas temperaturas producidas en aguas oceánicas débilmente estratificadas tendrán una gran altura de ascenso y pueden alcanzar fácilmente la superficie. En contraste, las estelas de gran diámetro de fuente, con temperaturas cercanas a la ambiental y emitidas en océanos fuertemente estratificados, tendrán alturas de ascenso muy pequeñas.