Perfiles de Flujo de Salación Eólica: Comparación de Métodos de Representación y Medición
Autores: Sherman, Douglas J.; Bae, Jinsu; Ellis, Jean T.; Swann, Christy; Parteli, Eric J. R.; Farrell, Eugene; Li, Bailiang; Araújo, Ascânio Dias; de Carvalho, Alexandre Medeiros; Sherman, Diane L.; Zhang, Pei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Perfiles de Flujo de Salación Eólica: Comparación de Métodos de Representación y Medición
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Viento
Arena
Perfiles de flujo
Medición
Decaimiento exponencial
Arreglos discontinuos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Las concentraciones de arena arrastrada por el viento decaen rápidamente y de manera ordenada con la altura sobre la superficie. Los perfiles de flujo de saltación son de interés para entender las interacciones entre el viento y la arena, así como para la medición y modelado fundamental de las tasas de transporte asociadas. Este estudio compara métodos para medir y representar los perfiles de flujo de arena eólica. Medimos perfiles de flujo vertical y utilizamos datos controlados por calidad para probar funciones de potencia, logarítmicas y exponenciales para reproducir los perfiles. Estos resultados se utilizan en una evaluación pragmática de la eficiencia de reproducir perfiles de flujo a partir de arreglos verticalmente discontinuos de trampas o sensores en comparación con los perfiles obtenidos de arreglos verticales continuos de trampas segmentadas. Nuestro análisis corrobora hallazgos previos que demuestran que las funciones de decaimiento exponencial son estadísticamente el mejor método para aproximar los perfiles de flujo. Los resultados se utilizan en una aplicación novedosa para comparar los perfiles de flujo reproducidos a partir de arreglos discontinuos verticales de dispositivos con aquellos obtenidos de arreglos verticales continuos que comprenden nueve trampas de malla. Los resultados indican que los arreglos discontinuos de 3, 4, 5 o 6 dispositivos desplegados a menos de 200 mm de la superficie reproducirán efectivamente los resultados del arreglo continuo, con errores promedio inferiores al 3%. Los errores aumentan cuando los dispositivos están a mayores alturas o a medida que disminuye el número de dispositivos. Los arreglos discontinuos típicamente no capturan el transporte por creep, lo que contribuiría al error en nuestras comparaciones. Por lo tanto, el creep debe representar menos del 3% del flujo total de arena eólica, contradiciendo las suposiciones típicas del 25%.
Descripción
Las concentraciones de arena arrastrada por el viento decaen rápidamente y de manera ordenada con la altura sobre la superficie. Los perfiles de flujo de saltación son de interés para entender las interacciones entre el viento y la arena, así como para la medición y modelado fundamental de las tasas de transporte asociadas. Este estudio compara métodos para medir y representar los perfiles de flujo de arena eólica. Medimos perfiles de flujo vertical y utilizamos datos controlados por calidad para probar funciones de potencia, logarítmicas y exponenciales para reproducir los perfiles. Estos resultados se utilizan en una evaluación pragmática de la eficiencia de reproducir perfiles de flujo a partir de arreglos verticalmente discontinuos de trampas o sensores en comparación con los perfiles obtenidos de arreglos verticales continuos de trampas segmentadas. Nuestro análisis corrobora hallazgos previos que demuestran que las funciones de decaimiento exponencial son estadísticamente el mejor método para aproximar los perfiles de flujo. Los resultados se utilizan en una aplicación novedosa para comparar los perfiles de flujo reproducidos a partir de arreglos discontinuos verticales de dispositivos con aquellos obtenidos de arreglos verticales continuos que comprenden nueve trampas de malla. Los resultados indican que los arreglos discontinuos de 3, 4, 5 o 6 dispositivos desplegados a menos de 200 mm de la superficie reproducirán efectivamente los resultados del arreglo continuo, con errores promedio inferiores al 3%. Los errores aumentan cuando los dispositivos están a mayores alturas o a medida que disminuye el número de dispositivos. Los arreglos discontinuos típicamente no capturan el transporte por creep, lo que contribuiría al error en nuestras comparaciones. Por lo tanto, el creep debe representar menos del 3% del flujo total de arena eólica, contradiciendo las suposiciones típicas del 25%.