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Modelos de ríos físicos

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Conferencia-14: Modelos del Río Físico

Bienvenido a todos ustedes a esta última clase en el curso de ingeniería de ríos y hoy, hablaremos de modelos de ríos físicos bien, básicamente las obras experimentales lo que es necesario hacer, entender el proceso de flujo, proceso de sedimentos en los ríos, por lo que dices modelos a escala. Así que para empezar que le diré que con respecto a los modelos de ríos físicos, debemos tener un conocimiento de dimensiones y similares que es lo que he cubierto en mecánica de fluidos que es un curso MOOC está disponible. Por lo tanto, por favor pasar por ese 2 conferencias sobre dimensiones y similares que algún componente de que voy a cubrir aquí pero más detalles de análisis dimensional y las similitudes, usted puede seguir el curso MOOC en la mecánica de fluidos diseñado por mí. Así que, para que puedan ver eso y más o menos estamos siguiendo la mecánica del río P.Y. Julien libro y ese es el concepto de modelado del río físico lo que haremos hoy, lo discutiremos. Y como de todos modos es una última clase, no voy a más detalles de los modelos de los ríos físicos, pero intentaré desarrollar una confianza en ti sobre cómo escalar modelos físicos para un río o un río. Así que, si nos fijamos en que voy a mostrar algún caso estudio de los modelos físicos del río utilizados para los ríos indios y luego hablaré sobre el diferente tipo de similitudes como usted sabe de las similitudes básicas como las similitudes geométricas, las similitudes cinemáticas y las similitudes dinámicas. Y aquí hablamos de 2 tipos de modelos; modelos de cama rígidos, modelos de ríos de cama móvil, para que lo puedas entender, el caso que hay es el transporte de sedimentos está dominado, así que eso es lo que son los modelos de ríos físicos y podemos tener unos modelos de cama rígidos donde el proceso sedimentario no es el que domina, por lo que ese caso podemos utilizar los modelos de cama rígida. Por lo tanto, podemos dividir en 2 partes, una es la similitud exacta de Froude, otra para los modelos de ríos inclinados. De manera similar, los modelos de los ríos de la cama móvil serán un completo, los modelos incompletos, no estoy discutiendo muchos detalles aquí los modelos incompletos, sólo discutiremos acerca de las similitudes completas de la cama móvil. Antes de probar estas cosas para desarrollar un modelo físico fluvial, deberíamos tener un conocimiento suficiente sobre los ingenieros de ríos, que el conocimiento nos ayudará a establecer un adecuado modelo físico fluvial.

Y cuáles son nuestros objetivos que debemos tratar de entender el punto de vista de la ingeniería, también es un conocimiento, el arte de la modelización debemos seguirlo para tener un modelo apropiado para los problemas de un río.
(Vea el tiempo de la diapositiva: 04:05) Ahora, si usted mira que las configuraciones de laboratorio muy interesantes lo que tenemos y allí estamos tratando de establecer un pequeño conjunto de modelo de río para los ríos Brahmaputra, si usted puede mirar el río Brahmaputra, si usted mira este lazo trenzado y el flujo es entrada y salida. El mismo concepto cuando se habla de si se mira, esto es lo que el nivel del prototipo que está mostrando las imágenes de satélite y estamos desarrollando modelos físicos bien, que en la escala de laboratorio es una escala de modelos.
Es una escala abajo de los modelos y con un trabajo de entrenamiento podemos ver estos, hay geotubos están allí que son los trabajos de entrenamiento, antes de implementar los geotubos, podemos saber cuál es el impacto de los geotubos en la morfología del río que es lo que realizamos un estudio y tratar de localizar cómo los geotubos son eficaces para detener las erosiones bancarias. Así que, si nos fijamos en esos conceptos y en lo que hemos hecho ese tamaño de partícula del d50 de los prototipos, este es el prototipo, este es el modelo es el mismo.
La descarga del río es de 10.000 m3/s, ponemos un modelo es de 10 litros/s, la longitud del río de la isla es de 6 kilómetros, en la escala del modelo es de 1,73 m, la anchura de la isla es de 2,5 kilómetros y el nivel del modelo es de 0,72 m. Ahora, si nos fijamos en el ancho de los canales correctos, ancho de los canales izquierdo que es lo que hemos dado allí, por lo que este es un modelo a escala.
Por lo tanto, si usted mira que los modelos de la escala de geometría abajo está allí, así como la descarga de la escala hacia abajo está allí de 10.000 m3/s a 10 litros/s y es una condición de cama móvil, también es la cama móvil condiciones donde el sedimento, el proceso de sedimento de carga de la cama lo están sucediendo que es lo que usted puede ver. Por lo tanto, siempre tenemos una escala abajo de los modelos de río a los laboratoryscales que es la escala abajo de los modelos. Hoy, vamos a discutir cómo desarrollar una escala de modelos que lo que vamos a discutir en más detalles.
(Vea el Tiempo de Slide: 06:50) Ahora, si usted mira los ejemplos similares, yo le tomaré ese estudio de modelo de río físico para un puente en un río Brahmaputra que significa, este es el puente propuesto para ser construido, los mismos modelos del puente y los muelles, se puede ver que es lo que se hace en un modelo físico configuraciones. Por lo tanto, este es el puente de carretera propuesto en los ríos Brahmaputra, lo mismo que si lo miras, es implementar en modelos físicos.
Y estos puntos están representando a los muelles de puente de acuerdo, esto es lo que los canales principales y otras formaciones de canales también están allí. Así que, este es el prototipo, y este son los modelos. Ahora, vamos a ver qué tal la escala abajo es lo que sucede; aquí la descarga de diseño es de 99000 m3/s que está cerca de 100 años de retorno de la inundación del período, la escala horizontal es 1:575, la escala vertical es
1:65, ancho del río 15 kilómetros.
La idea básica de saber que descarga la intensidad de las variaciones de intensidad aguas arriba debido al puente, así que si usted mira que nosotros antes de implementar un puente de proyectos, hacemos un río físico modelos para saber cuánto de las variaciones de la intensidad de descarga están allí, cuánto de las formaciones de smour estarán allí en diferentes muelles de puente. Lo que podría ser el afflux aguas arriba estará allí debido a esta construcción de este puente.
Por lo tanto, este tipo de prototipo a modelos lo hacemos en el laboratorio para conocerlo los procesos de transporte de flujo y sedimento, lo que está sucediendo en la escala de modelos y esa base nos predica lo que podría ser el escenario en condiciones reales de los ríos que es lo que hacemos una escala abajo de los modelos.
Recordamos aquí que hemos utilizado la escala horizontal y las escalas verticales son las diferentes que significa, es un modelo distorsionado, esto es lo que; los modelos distorsionados eran las escalas horizontales y las escalas verticales son las diferentes.
Por qué seguimos básicamente los diferentes modelos distorsionados por ejemplo, si se mira a estos ríos como se puede ver que la longitud de estos ríos puede ser en términos de 100 km, la anchura es de 15 km y la profundidad del máximo de flujo será el 30 m que significa, es un kilómetro de órdenes en el plan de dimensiones de forma, uno es de 100 km, otro es de 15 km pero profundidad cuando se habla de 30 m.
Si es que la escala no podemos utilizar modelos geométricos de similitud, modelos exactos porque no podemos representar la misma escala en la dirección vertical y la dirección horizontal debido a la dimensión del río que es lo que muchas de las veces hablamos de los problemas de escala bien, porque la escala, las dimensiones del río en términos de longitud, anchura y profundidad que es lo que es muy considerable, por lo que necesitamos tener un modelo distorsionado. Eso significa que tendremos una escala vertical y las escalas horizontales son las diferentes en su mayoría, las escalas verticales son la escala más fina que las escalas horizontales, que serán la escala más gruesa.
(Consulte el tiempo de la diapositiva: 10:58) Ahora, si mira los modelos de 3 dimensiones que es un CWPRS Pune, centrales de investigación de energía del agua central en Pune. Si se mira este aluvión de Kosi, se puede ver este aluvión de Kosi y el abutamiento, todos los clientes potenciales están ahí, por lo que es tratar de saber cómo este flujo está variando que es lo que está en los niveles de los modelos físicos. De la misma manera si se mira a este Kosi ríos donde se ha hecho mucho estudio para la lluvia de Kosi como poner los diferentes tipos de trabajos de entrenamiento de ríos, lo que es la eficacia de los trabajos de entrenamiento de ríos para proteger a los bancos del río y esto es lo que fluye el río.
Así que, si nos fijamos en que llevamos a cabo una serie de modelos físicos basados en la descarga de Kosi, así como en los ríos Kosi, de igual manera cuando hablamos de estructuras hidráulicas como la presa Indira Sagar, un modelo 3d lo preparamos, exactamente una escala de modelos 3d, modelos Punatsangchhu II 3d.
Similar manera este es el puerto y este es el agua de la espalda en los terraplenes de Poompuhar.
Así que, si lo ves así siempre llevamos a cabo un modelo de río físico para tratar de entenderlo en la estructura, cómo lo está sucediendo el proceso de flujo, esto es un 3 modelos dimensionales, esto es 2 modelos dimensionales que representan las formas del plan, entrenamiento de ríos, cómo tenemos que tener una formación de ríos y también tienes un agua de espalda para esta condición. Así que, hacemos los modelos de ríos físicos, centrales de investigación de energía de agua central Pune está llevando a nuestro país a hacer modelos de ríos físicos.
(Consultar Tiempo de Slide: 12:53) Ahora, si usted mira que, cómo se hacen las similitudes hidráulicas, eso significa que tenemos un prototipo, tenemos los modelos, tratamos de hacer una escala de bajas que son las razones, las condiciones de los prototipos que damos un subíndice de la p es una escala completa condiciones, condiciones de campo, m es en las condiciones de los modelos hidráulicos construidos en el laboratorio. La relación entre el modelo y los prototipos. Eso significa, lo que hacemos si cualquier parámetro como una longitud; la longitud de los prototipos por la longitud de los modelos que lo que dará la relación de longitud. Por lo tanto, definimos en la escala en esto, definimos esto la escala de esto por esta longitud de prototipo por la longitud del modelo. Así que, si nos fijamos en que la mayoría de los casos en los que hacemos los estudios en la tierra, por lo que teniendo en cuenta que si primero miramos las aceleraciones gravitacionales de los prototipos y modelos, el gp y gm son iguales.
Esa es la razón por la cual la proporción de escala para el campo de aceleración gravitacional, es que viene a ser 1, así que si usted está usando los mismos fluidos, el mismo agua o el mismo líquido cualquiera que esté allí, los mismos líquidos que usted está haciendo cualquier modelo físico, por lo que las proporciones básicas como una relación de densidad, aceleración debido a la gravedad, relación de viscosidad dinámica, viscosidad cinemática, relación peso unitario todo se convierte en 1.
Por lo tanto, la condición es que estamos usando el mismo fluido, por lo que estás usando el mismo fluido, por lo que entonces nuestras relaciones de modelo serán las mismas. El mayor de los tiempos como lo dije no podemos hacer un total de modelos geométricos de similitud porque tenemos mucha restricción como la longitud, las limitaciones físicas en términos de espacio, descarga de agua, precisión de instrumentación, cómo instrumentos precisos tenemos que medir la velocidad, medir la profundidad de flujo, medir las propiedades de turbulencia, medir el sedimento.
Por lo tanto, qué es la precisión que también importa para diseñar la escala, la escala no significa que podemos hacer una escala muy, muy fino a menos que de lo contrario usted tiene una muy precisa instrumentaciones con nosotros. Así que, de manera similar debemos implementar las condiciones de contorno, aguas arriba y corrientes de abajo como estos modelos de flujo, si usted mira el puente de carretera propuesto, esta es las estructuras de puente y esta es la guía bunds y se puede ver que cómo van a pasar las cosas de flujo.
Por lo tanto, en este caso necesitamos saber cuáles podrían ser las condiciones previas, lo que podría ser las condiciones límite, cuando usted desarrolla los modelos físicos estas 2 condiciones también deben ser satisfechos.
(Vea el Tiempo de Slide: 16 :22) Ahora, si usted mira lo que usted está haciendo como lo dije, la vertical escala zr direcciones, así que básicamente lo que usted tiene cualquier modelo que usted lo puso bien, en un 3 dimensiones, usted tiene un xr, usted tiene un zr que es la dirección vertical y nosotros tenemos el año. Así que, la mayoría de las veces que tratamos de mirarlo si quieres hacer un modelo de 3 dimensiones, entonces necesitas localizar todo este componente; zr, yr, xr.
La razón z es vertical, y es una relación lateral, xr es la relación longitudinal, relación longitud longitudinal, relación de las direcciones longitudinales. Cuando usted hace la similitud geométrica exacta, de acuerdo que significa que su caso de longitud vertical es igual a las escalas de longitud horizontal que significa, su xr es igual a yr igual a zr bien que se puede hacer para una escala más pequeña, es exactamente similares, similares, que significa que usted no está distorsionando.
Usted no está hablando como un modelo 3d de una estructura hidráulica como una estructura de presa, podemos tener todas estas condiciones satisfechos bien. Por lo tanto, las relaciones pueden ser también satisfacer xr, yr y zr y esta es las condiciones cuando se tiene que es la relación de longitud llamada similitudes geométricas, que llamamos similitudes geométricas pero muchas de las veces como lo dije la escala vertical de los ríos son mucho menor, la profundidad vertical de los ríos son mucho menores en comparación con la anchura o en comparación con la longitud.
Por lo tanto, hacemos las escalas verticales diferentes a las escalas laterales en ese caso, tenemos un modelo de distorsiones sucederá que cuando las escalas verticales no son iguales a las escalas horizontales. Los factores de distorsión yr/zr, que la relación de longitud en las direcciones de año por zr es una proporción en direcciones verticales, por lo que la escala vertical no es igual a la escala z. En este es el caso si usted quiere estimateel área de flujo en caso de magnitudes geométricas exactas, área será el cuadrado de las longitudes de acuerdo, el cuadrado de la relación de longitud, el volumen será el cubo de la relación de longitud.
Pero eso es lo que será sustituto en caso de volumen, tendrás xr, año, zr producto de estos, la superficie horizontal y la superficie de sección transversal podrás interpretar, será así.
Así que, básicamente cuando usas un modelo distorsionado, usas xr, yr, zr's son los diferentes de lo contrario, si tienes modelos de similitud exactos, usas el Lr. Así que para eso, el área será el Lr2 y el volumen será el Lr3.
Pero en caso de que cuando usted está usando xr, año, zr son los diferentes en un modelo distorsionado, entonces su área será diferente dependiendo de si es una superficie horizontal o la superficie transversal. En superficie horizontal tendrás xr y yr y en la superficie de sección transversal tendrás un zr, año.
(Consultar Tiempo de Slide: 20:23) El volumen será xr, año, zr, así que por favor dar una atención a estos que son las relaciones y ahora si usted mira la siguiente similitud básica se llama similitud cinemática, como discutimos en el análisis dimensional y de similitud y análisis de similitud en la mecánica de fluidos, es el mismo concepto. Eso significa que esto es justo aquí estamos tomando el ejemplo del flujo pasado un cilindro. Este es el original de los cilindros o se puede decir que es un puente de muelles y el flujo está llegando en que es una forma cilíndrica.
Este es el prototipo de los niveles de cómo están sucediendo las líneas de la corriente, cómo las distribuciones de velocidad lo están sucediendo. La misma similitud cinemática de geometría que tenemos que hacer, a la escala de este el diámetro de este puente de muelles, que es un puente cilíndrico muelles a esta forma y entonces podemos tener una escala para los componentes de velocidad. Y para que los patrones de agilización, la relación de velocidad que es lo que va a mantener, la relación de longitud, la relación de tiempo y el espacio de velocidad van lo que sea que lo que puede mantenerlo.
Así que, si nos fijamos en esa parte que significa que estamos introduciendo siempre que la similitud cinemática que el parámetro que implica la longitud y el tiempo que es la velocidad, las aceleraciones y la viscosidad cinemática, es que también va a tener el mismo Vr que hemos dado como un Vp/Vm. Así que, usted tiene un tr serán las escalas de tiempo, será la proporción de la escala de tiempo será tp/tm, si usted mira eso y las propiedades básicas como usted lo sabe, la velocidad es igual a la longitud por el tiempo y usted sabe que la velocidad dividida por el tiempo serán las aceleraciones.
Así que, si usas estos 2 términos y tratas de mirar la velocidad y los ratios de longitud a medida que deducimos esa parte y las aceleraciones como podemos considerar es un 1 bien. Así que, en ese caso lo vamos a conseguir el Vr/zr5 = 1 que es el flujo Froude números, V2/ρgh es una constante que es lo que usted sabe. Por lo tanto, cuando usted hace esta similitud cinemática, usted necesita tener los criterios de similitud de Froude. Por lo tanto, incluso si eso es lo que es bueno, eso es lo que indica aquí que usted tendrá esas condiciones.
Por lo tanto, una vez que estas son las condiciones, el criterio de similitud de Froude está ahí, usted puede computar escalas de tiempo, así como las escalas de velocidad. Ahora, podemos ir por los modelos distorsionados donde las escalas de tiempo varían a lo largo de las direcciones, el flujo restringido a las simulaciones 1D no puede dar cuenta de las aceleraciones dimensionales, convectivas y de turbulencia de 2 dimensiones.
Cuando se hace el modelo distorsionado o modelo inclinado, por lo que no se utiliza para modelar la vorticidad, la difusión, las mezclas turbulentas y el proceso de dispersiones. Este modelo distorsionado lo puedes usar y la mayoría de las veces cuando hablas de las escalas del río tenemos que usar modelos distorsionados.
(Consultar tiempo de la diapositiva: 24 :00) Ahora, si usted mira las similitudes dinámicas que significa, estamos hablando de como si usted mira el prototipo de los modelos de acuerdo, es una escala abajo de los modelos. Por lo tanto, todas las puertas también son a escala abajo, las propiedades de flujo son a escala hacia abajo de tal manera que si tomo, un punto que está teniendo la fuerza debido a la inercia, la fuerza de gravedad, la fuerza de fricción y la fuerza de presión y los diagramas de fuerza como este. Los diagramas de fuerza serán más parecidos a los mismos, los diagramas de fuerza serán más o menos iguales pero sólo las magnitudes serán las diferencias.
Cuando se llega a ese entonces llamamos similtudes dinámicas, entonces llamamos las similitudes dinámicas en que lo que cada condición le sucede, eso significa que es una participación con una masa, que significa densidad de masa, peso específico, viscosidad dinámica cuando tratamos de tener la relación entre el modelo y los prototipos, así que es lo que es la proporción de las densidades y estos ratios de masa lo que hay.
Por lo tanto, la fuerza individual que actúa sobre el elemento fluido correspondiente debe tener la misma relación de fuerza en ambos sistemas que tienen la misma relación de fuerza, las similitudes exactas de toda la fuerza en la estructura hidráulica es imposible, sólo en las escalas completas. Por lo tanto, cuando se busca tener una similitud exacta, eso significa que se deben satisfacer las similitudes geométricas, se deben satisfacer las similitudes cinemáticas y se deben satisfacer las similitudes dinámicas.
Si estas 3 condiciones están satisfechas, mirando todas estas ecuaciones podemos conocerla, solo es posible cuando se tienen condiciones plenas, que no se pueden implementar, el río el modelo a escala que se puede; no puede implementar el modelo a escala completa para un río, es imposible. Entonces, vamos por fuerzas distorsionadoras, ¿cómo lo conseguimos? Vemos cuáles son las fuerzas insignificantes como si la fuerza de fricción está dominada, si la fuerza de inercia es dominante, la fuerza de gravedad o la fuerza de presión.
Así que, basándonos en que tratamos de ver cuál es una fuerza dominada como la mayor parte del flujo de canales abiertos, la gravedad juega los papeles principales. Por lo tanto, tratamos de mirar la gravedad es más impacto cuando usted tiene un flujo de canal abierto o usted lo mira donde la viscosidad o la resistencia del flujo juegan los papeles principales que es la manera de tratar de ver qué componente de la fuerza podemos utilizar para los modelos de prototipo que serán tan las fuerzas dominantes, otras en no una fuerza insignificante como otros componentes siempre podemos descuidarla que es la estrategia que se sigue para los modelos físicos del río.
(Consulte el tiempo de la diapositiva: 27:06) Ahora, vamos a llegar a los modelos de cama rígida cuando lo considere como si tuviera una estructura hidráulica, un derrame, usted tiene un pasaje de escalera de pescado, donde el transporte de sedimentos no es tan significativo o usted no está considerando la parte de sedimento que extensivamente, estamos mirando más hacia las estructuras de flujo. Tratamos de avanzar hacia la comprensión de cómo los comportamientos de turbulencia están sucediendo no considerando la parte de sedimento.
Por lo tanto, podemos ir por modelos de cama rígidos que es la cama fija, ya que el nombre implica el no transporte de sedimentos que es lo que consideramos donde los parámetros de cieno es inferior a 0,03. Por lo tanto, puedes ver un flujo de río donde tienes el parámetro de escudo es menor que 0,03, entonces puedes considerar que es un modelo de cama rígido. Por lo tanto, básicamente lo que tratamos de ver la resistencia al flujo debe ser el mismo para el modelo, así como para los prototipos. Por lo tanto, necesita tener una similitud geométrica exacta que significa que la resistencia del flujo puede ser descuidado o usted puede tener un distorsionado modelos inclinados donde una resistencia al flujo es importante que es lo que usted tiene que considerar. Las similitudes geométricas exactas y las similitudes de número de Froude pueden ser simultáneamente mantenerla cuando la resistencia al flujo puede ser descuidada. Por lo tanto, tienes una similitud geométrica, tienes el número de Froude similares que es lo que podemos mantener, es posible hacerlo, sólo si la resistencia al flujo puede ser descuidado.
Por lo tanto, básicamente es muy adecuado para el flujo 3D, 3 dimensional alrededor de las estructuras de flujo donde el sedimento no es río, pero cuando el largo río llega como Brahmaputra o río donde la resistencia del flujo juegan los componentes de fuerza mayor, no podemos descuidarlo. En ese tiempo deberíamos hacer las similitudes de número de Froude, así como las similitudes de resistencia que básicamente las ecuaciones de manning o las ecuaciones de manning stricklers que podemos utilizar para satisfacer para modelos inclinados y distorsionados.
(Vea el Tiempo de Slide: 29:50) Ahora, si usted mira que el número exacto de Froude similitudes como ya ha discutido es que tratamos de mirarlo primero las similitudes geométricas exactas deben estar allí para los criterios de número de Froude y que es lo que 3 dimensiones. Si las aceleraciones verticales no son insignificantes eso es lo que usted necesita para tener modelos de 2 dimensiones y éstos son el modelo particular bien adecuado para el flujo cerca de las estructuras hidráulicas, ya que dije que las estructuras de los alivios o las estructuras de las babosas, por lo que todas estas.
Y puedes tener la escala de longitud y las escalas de masa como esta, tienes una longitud, el tiempo y las escalas de masa usando las dimensiones fundamentales que podemos considerar y podemos derivarlo, te animo a seguir el análisis dimensional o las similitudes a cualquier curso de mecánica de fluidos para saber cómo conseguirlo la relación de masa es una función de la relación de longitud o la que es lo que tienes que hacerlo considerando estas dimensiones de las variables.
(Consultar Tiempo de Slide: 31:05) Ahora, si lo ves hay 2 condiciones de nuevo que viene que la similitud exacta impone una restricción que por lo general difícil de trabajar para la modelización de los ríos, escalando el tamaño de la rugosidad también lo importa. Así que, cuando haces un modelo de río, cuál es el tamaño de la rugosidad lo conseguís, este es un río que es el tu prototipo, y tienes unos modelos a escala que serán los pocos centímetros y tienes en términos de metro, 10 m.
Así que necesitas tratar de mirar la resistencia lo que estás diciendo, son los mismos pedidos bien, así que si lo ves así, el tamaño de los elementos de la rugosidad de acuerdo a la escala de longitud mantendrá el mismo parámetro de resistencia siempre que los números de Reynolds, el número de Reynolds de grano es mayor que el 70 para los modelos y los prototipos. Este es el posible único material de cama muy gruesa se lo ponen en las corrientes de la cama.
El básicamente, aquí se puede tener una arena fina para representar que aquí la ponen ya sea los cantos rodados para obtener, este es el modelo para obtener la misma resistencia. Por lo tanto, intentas saber cómo hacer el escalado, cuando tratamos de localizar las similitudes de esta parte.
(Consultar Tiempo de Slide: 32 :51) Ahora, si usted mira cómo usted necesita hacerlo, como dije que tenemos que mirar, como hemos comentado antes, las condiciones de la cama cerca serán drásticamente cambiar porque el espesor de la sub capa laminar en los modelos hidráulicos es relativamente demasiado grueso, en los modelos hidráulicos es un relativamente demasiado grueso que son las razones por las que usted necesita para reducir las proporciones de espesor de la capa de la subcapa laminar en términos de la relación de velocidad de cizallamiento, entonces la relación de longitud.
Por lo tanto, sólo quiero repetirlo que cuando tratas de hacer que sea el comportamiento del flujo, lo que está sucediendo a nivel del río, las mismas condiciones que quieres hablar de las condiciones de la cama cerca de lo que está sucediendo en el nivel de la columna en las escalas de laboratorio, lo que necesitamos mirar, cuál es el espesor de las subcapas laminares. El espesor de la subcapa laminar en una escala de laboratorio es mucho más grueso que el caso de las subcapas laminares en un río.
Por lo tanto, tenemos que hacer una escala de espesor de la subcapa laminar, por lo que si se mira de esa manera que tenemos que tener, no podemos mantener exactamente las similitudes geométricas, las similitudes de longitud requieren partículas muy pequeñas, la modelización de la escala produce un espesor laminar de la subcapa muy grande en el modelo. Lo que estoy tratando de hacer porque he estado completando este curso de estas conferencias, los modelos de ríos físicos que necesita tener que tener un montón de conocimiento en las condiciones de la cama cerca de lo que sucede en el río.
Las mismas condiciones de si usted puede prevalecer o usted puede mantener con una proporción en la escala de hume que es la tarea muy desafiante como el mismo concepto como los regímenes hidráulicos suaves, la resistencia al aumento de flujo a medida que los números de Reynolds disminuye, la resistencia al flujo será más grande para el modelo que el prototipo en el caso de regímenes hidráulicos suaves. Así que, tratamos de; el conocimiento del río, el conocimiento de la mecánica lo que tenemos si usted trata de correlacionarlo, usted puede ver que cuando usted hace una escala abajo de los modelos, hay un problema en el cambio de las sub-capas laminares, así como la resistencia del flujo.
Las similitudes exactas de las condiciones de flujo cerca de la cama no pueden ser preservadas cuando se usa el mismo fluido, usted sólo trata de entenderlo, el efecto viscoso no puede ser descuidado, las similitudes exactas requerirían un fluido diferente para los modelos y los prototipos. Eso significa, el río puede tener las aguas, pero usted puede hacer otros materiales donde usted puede satisfacer esto las similitudes de la resistencia del flujo, esa misma proporción que podemos mantener en los niveles del modelo y el comparado con los niveles de prototipo.
(Consulte el tiempo de la diapositiva: 36:12) Ahora, si mira podemos desarrollar el recurso de longitud, teniendo en cuenta las definiciones básicas de las propiedades del fluido, propiedades de flujo que es lo que podemos hacer. Si usted mira este lecho rígido bien, exacto uno, inclinado uno y completo los generales bien, hay un 3 condiciones. Para una cama móvil usted puede tener un, m igual a es decir, el coeficiente de sticklers m igual a 1/6 y usted tiene, cuando usted tiene una proporción de tamaño de partícula de grano que lo que no es igual a 1, usted tendrá y usted tiene incompleta.
Por lo tanto, si usted mira estas tablas, que claramente indica que puedo calcular los diámetros geométricos de las partículas, las áreas de las secciones transversales, las propiedades cinemáticas del volumen como un tiempo, el flujo y la velocidad de la cama, velocidad de corte, velocidad de ajuste, carga de la unidad de descarga de la cama de acuerdo, qbr representa las cargas de la cama de la unidad que es consideramos para la cama móvil.
(Consultar Tiempo de Slide: 37 :25) Y si se mira a los siguientes; la masa, la presión, el esfuerzo cortante, la fuerza y el número sin dimensiones como la pendiente, Darcy Weisbach, Fr valores, flujo Froudes, número de Reynolds, números de escudo, números de Reynolds de Grano, diámetros dimensionless, esto es estos estados es una dimensión y las densidades de sedimentos. Si usted mira que yo sólo animo a tener las lecturas de sí mismo en estos capítulos para saber cuál es la balanza y el caso exacto y el inclinado.
En el caso de la cama móvil tenemos un general, tenemos unas condiciones diferentes de diámetros dimensionalmente y la parte incompleta que no estamos discutiendo aquí. Así que, si intentas mirar estas cosas podemos derivarlo y esa es la parte de modelización.
(Consultar Tiempo de Slide: 38 :25) Ahora, no voy a ir más detalles pero lo voy a poner como una naturaleza empírica pero se intenta derivar, cuando se hacen las similitudes de Froude para los modelos de ríos inclinados, por lo que hacemos un río inclinado modelos años, longitud la relación vertical y las relaciones laterales no son iguales, en caso de las inclinaciones tendrá un caso de xr la relación de direcciones longitudinales y las direcciones verticales que no son aceptables.
Por lo tanto, cuando las aceleraciones verticales y laterales del agua se pueden descuidar con respecto a la gravitación, por lo que básicamente permite la escala diferente para la profundidad de flujo y el tamaño del sedimento, de nuevo usted puede mirarlo cuando usted tiene un grano de los números Reynolds es mayor de 70 la resistencia a fluir depende de la relativa sumergencia que es lo que discutimos cuando se habla de la resistencia.
(Vea el tiempo de la diapositiva: 39:36) De esa manera si usted mira cómo usted tiene que tener una 2 ecuaciones para satisfacer aquí, esto es un flujo de los números de Froude, así como las ecuaciones de resistencia del flujo. Para satisfacer a ambos estamos escribiendo las ecuaciones de resistencia en términos de flujo Froude números aquí, como un flujo de los números de Froude es igual a 1 y usted tiene un dsr no es igual a 1, de la resistencia al flujo que es Darcy Weisbach fórmulas podemos establecer el componente exponente es una función de h/ds, la relación sumergida.
Y si usted pone en que ecuaciones, usted conseguirá que el flujo Froude relaciones son, es una función de zr, xr y dsr y exponente de 2m, este m cuando se habla de manning stricklers ecuaciones, este m es igual a 1/6 que es lo que si usted recuerda las ecuaciones de manning stricklers, definimos que es una función de dx a la potencia 1/6 que es el punto de exponente de potencia que m igual a la
1/6 que el en lugar de podemos usar m igual a 1/6.
(Vea el tiempo de la diapositiva: 40:59) Así que, en ese caso usted tendrá los 3 criterios, sólo trate de entender, por lo que tiene un 3 criterio que significa que será en su mayoría satisfacer los números de Froude, Mannings stricklers criterios de similitud. Si utilizas todas estas ecuaciones, entonces lo conseguiste en un modelo distorsionado tendrás una relación como esta. Un modelo inclinado usted tendrá un no igual a eso, satisfacer el flujo de los números de Froude, usted tendrá una relaciones de dsr.
Ahora, si se mira para estas ecuaciones tenemos un 2 grado de libertades, seleccionando de 3 parámetros xr, zr y dsr podemos considerar que y cambiar ese valor aún, el modelo y los prototipos deben satisfacer estas 2 condiciones, ya que sigue estas condiciones podemos tener un decir que está teniendo los criterios de similitud de Froude y Manning stricklers.
(Consultar Tiempo de Slide: 42 :12) Ahora, si usted mira esto es lo que las notas están allí para cuando usted hace los modelos de límites rígidos, tenemos que mirar que cuando usted tiene una rugosidad es típicamente aumentar con un bloque grande desproporcionado de palos se utilizan para producir la relación de descarga de la etapa que son comparables a los prototipos de acuerdo que es que tenemos que hacerlo y la mayoría de los tiempos, ya que dice que cuando usted trabaja con un distorsionado modelos de límites rígidos que necesita para tener intuiciones y juicio de experiencia bien de los ingenieros que cómo es la materia es.