Midiendo Flujos Turbulentos: Analizando un Proceso Estocástico con Herramientas Estocásticas
Autores: Rozos, Evangelos; Wieland, Jörg; Leandro, Jorge
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Midiendo Flujos Turbulentos: Analizando un Proceso Estocástico con Herramientas Estocásticas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fuerza de arrastre
Tensiones de Reynolds
Flujos turbulentos
Estructuras hidráulicas
Enfoque estocástico
Mediciones de velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Evaluar la fuerza de arrastre y las tensiones de Reynolds en flujos turbulentos es crucial para evaluar la estabilidad y longevidad de las estructuras hidráulicas. Sin embargo, esta tarea es desafiante debido a la naturaleza compleja de los flujos turbulentos. Para abordar esto, a menudo se emplean modelos físicos. No obstante, esta práctica está asociada con dificultades, especialmente en el caso de alta frecuencia de muestreo, donde la aleatoriedad inherente de las fluctuaciones de velocidad se mezcla con el ruido de medición. Este estudio introduce un enfoque estocástico, que tiene como objetivo mitigar el sesgo de los errores de medición y proporcionar una estimación probabilística de los valores extremos de tensión. Para lograr esto, se empleó un simple montaje experimental con un salto hidráulico para adquirir mediciones de velocidad de larga duración. Posteriormente, se aplicó un modelo autorregresivo de primer orden modificado a través de simulaciones en conjunto, demostrando los beneficios del enfoque estocástico. El análisis destaca su efectividad en la estimación de la incertidumbre de la frecuencia de eventos extremos y en la minimización del sesgo inducido por el ruido en las mediciones de velocidad de alta magnitud y por la longitud limitada de las observaciones. Estos hallazgos contribuyen a avanzar en nuestra comprensión del análisis de flujos turbulentos y tienen implicaciones para el diseño y evaluación de estructuras hidráulicas.
Descripción
Evaluar la fuerza de arrastre y las tensiones de Reynolds en flujos turbulentos es crucial para evaluar la estabilidad y longevidad de las estructuras hidráulicas. Sin embargo, esta tarea es desafiante debido a la naturaleza compleja de los flujos turbulentos. Para abordar esto, a menudo se emplean modelos físicos. No obstante, esta práctica está asociada con dificultades, especialmente en el caso de alta frecuencia de muestreo, donde la aleatoriedad inherente de las fluctuaciones de velocidad se mezcla con el ruido de medición. Este estudio introduce un enfoque estocástico, que tiene como objetivo mitigar el sesgo de los errores de medición y proporcionar una estimación probabilística de los valores extremos de tensión. Para lograr esto, se empleó un simple montaje experimental con un salto hidráulico para adquirir mediciones de velocidad de larga duración. Posteriormente, se aplicó un modelo autorregresivo de primer orden modificado a través de simulaciones en conjunto, demostrando los beneficios del enfoque estocástico. El análisis destaca su efectividad en la estimación de la incertidumbre de la frecuencia de eventos extremos y en la minimización del sesgo inducido por el ruido en las mediciones de velocidad de alta magnitud y por la longitud limitada de las observaciones. Estos hallazgos contribuyen a avanzar en nuestra comprensión del análisis de flujos turbulentos y tienen implicaciones para el diseño y evaluación de estructuras hidráulicas.