Reinvestigando el modelo cinético para la concentración de sedimentos en suspensión en un flujo de canal abierto
Autores: Dalla Via, Marco; Absi, Rafik
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Reinvestigando el modelo cinético para la concentración de sedimentos en suspensión en un flujo de canal abierto
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Transporte de sedimentos
Modelos matemáticos
Sedimentos en suspensión
Flujos de dos fases
Flujo turbulento
Perfiles de concentración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
La predicción del transporte de sedimentos, relacionado con diferentes problemas ambientales e ingenieriles, requiere modelos matemáticos precisos. La mayoría de los modelos matemáticos disponibles para las concentraciones de sedimentos en suspensión se basan en la ecuación clásica de advección-difusión, que sigue sin ser lo suficientemente eficiente para describir el comportamiento completo relacionado con los flujos de dos fases sedimento-agua y la retroalimentación entre el flujo turbulento no estacionario y los sedimentos en suspensión. El objetivo de este artículo es reexaminar el modelo cinético para flujos turbulentos de dos fases, que tiene en cuenta tanto las interacciones sedimento-turbulencia como las colisiones sedimento-sedimento. El presente estudio proporciona una derivación detallada y rigurosa de las ecuaciones del modelo cinético, aclaraciones sobre el enfoque matemático y más detalles sobre las principales suposiciones. Se proporciona un vínculo explícito entre el modelo cinético y la ecuación clásica de advección-difusión. Los perfiles de concentración para sedimentos en suspensión en flujos de canal abierto muestran que el modelo cinético es capaz de describir el comportamiento cerca del lecho para sedimentos gruesos.
Descripción
La predicción del transporte de sedimentos, relacionado con diferentes problemas ambientales e ingenieriles, requiere modelos matemáticos precisos. La mayoría de los modelos matemáticos disponibles para las concentraciones de sedimentos en suspensión se basan en la ecuación clásica de advección-difusión, que sigue sin ser lo suficientemente eficiente para describir el comportamiento completo relacionado con los flujos de dos fases sedimento-agua y la retroalimentación entre el flujo turbulento no estacionario y los sedimentos en suspensión. El objetivo de este artículo es reexaminar el modelo cinético para flujos turbulentos de dos fases, que tiene en cuenta tanto las interacciones sedimento-turbulencia como las colisiones sedimento-sedimento. El presente estudio proporciona una derivación detallada y rigurosa de las ecuaciones del modelo cinético, aclaraciones sobre el enfoque matemático y más detalles sobre las principales suposiciones. Se proporciona un vínculo explícito entre el modelo cinético y la ecuación clásica de advección-difusión. Los perfiles de concentración para sedimentos en suspensión en flujos de canal abierto muestran que el modelo cinético es capaz de describir el comportamiento cerca del lecho para sedimentos gruesos.