El papel crítico del grosor de la capa límite para la iniciación del transporte de sedimentos eólicos
Autores: Pähtz, Thomas; Valyrakis, Manousos; Zhao, Xiao-Hu; Li, Zhen-Shan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
El papel crítico del grosor de la capa límite para la iniciación del transporte de sedimentos eólicos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Propuesto
Transporte de sedimentos eólicos
Turbulencia
Tensión de corte del viento
Régimen de rodadura
Transporte por saltación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Aquí, proponemos un marco conceptual para la iniciación del transporte de sedimentos eólicos que incluye el papel de la turbulencia. Al aumentar el esfuerzo cortante del viento por encima de un valor umbral, las partículas que descansan en la superficie del lecho comienzan a balancearse en sus huecos porque las mayores fluctuaciones turbulentas de la velocidad instantánea del viento por encima de su valor medio inducen torques fluidos que superan los torques de resistencia. Con un ligero aumento adicional, el balanceo se convierte en un régimen de rodadura (es decir, umbral de rodadura) siempre que la relación entre la escala de tiempo integral (donde está el grosor de la capa límite) y el tiempo requerido para la entrada (donde está el diámetro de la partícula y la relación de densidad partícula-aire) sea lo suficientemente grande. La rodadura luego evoluciona hacia un transporte de saltación sostenido por el viento medio siempre que el viento medio sea capaz de compensar las pérdidas de energía por los rebotes de las partículas en el lecho. Sin embargo, cuando es demasiado pequeño, la relación umbral escala como, consistente con los experimentos. Dado que controla y la amplitud relativa de las fluctuaciones de la velocidad del viento turbulento, predecimos cualitativamente que el transporte de sedimentos eólicos en atmósferas naturales puede iniciarse con vientos más débiles (potencialmente mucho más débiles) que en túneles de viento, consistente con evidencia observacional indirecta en la Tierra y Marte.
Descripción
Aquí, proponemos un marco conceptual para la iniciación del transporte de sedimentos eólicos que incluye el papel de la turbulencia. Al aumentar el esfuerzo cortante del viento por encima de un valor umbral, las partículas que descansan en la superficie del lecho comienzan a balancearse en sus huecos porque las mayores fluctuaciones turbulentas de la velocidad instantánea del viento por encima de su valor medio inducen torques fluidos que superan los torques de resistencia. Con un ligero aumento adicional, el balanceo se convierte en un régimen de rodadura (es decir, umbral de rodadura) siempre que la relación entre la escala de tiempo integral (donde está el grosor de la capa límite) y el tiempo requerido para la entrada (donde está el diámetro de la partícula y la relación de densidad partícula-aire) sea lo suficientemente grande. La rodadura luego evoluciona hacia un transporte de saltación sostenido por el viento medio siempre que el viento medio sea capaz de compensar las pérdidas de energía por los rebotes de las partículas en el lecho. Sin embargo, cuando es demasiado pequeño, la relación umbral escala como, consistente con los experimentos. Dado que controla y la amplitud relativa de las fluctuaciones de la velocidad del viento turbulento, predecimos cualitativamente que el transporte de sedimentos eólicos en atmósferas naturales puede iniciarse con vientos más débiles (potencialmente mucho más débiles) que en túneles de viento, consistente con evidencia observacional indirecta en la Tierra y Marte.