Tesis:
Implicaciones de la anisotropía de la turbulencia atmosférica en la medida de velocidad mediante anemometría sónica.
- Autor: NAVARRO MONTESINOS, Jorge
- Título: Implicaciones de la anisotropía de la turbulencia atmosférica en la medida de velocidad mediante anemometría sónica.
- Fecha: 2002
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AERONAUTICOS
- Departamentos: MOTOPROPULSION Y TERMOFLUIDODINAMICA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: SANZ ANDRES, Angel Pedro
- Director/a 2º: CUERVA TEJERO: Alvaro
- Resumen: Este trabajo se ha desarrollado y validado una nueva aplicación del modelo de anemometría sónica Cuerva-Sanz. Esta nueva aplicación rebaja las restricciones de homogeneidad e isotropía de la turbulencia introduciendo un modelo de homogeneidad horizontal, anisótropo e incompresible, permitiendo así un tratamiento más amplio de la influencia del proceso de medida del anemómetro sónico en la evaluación de la turbulencia atmosférica. La consideración de un modelo de turbulencia anisótropo supone un mayor acercamiento a las características reales de la atmósfera, por lo que permite una mejor estimación. de la energía contenida en el espectro, el cálculo de los espectros cruzados y la determinación de forma independiente de las funciones de densidad espectral. Estas características son importantes a la hora de hacer una estimación de las cargas dinámicas producidas por el viento sobre grandes estructuras, puentes, edificios, torres y aerogeneradores eólicos. La anemometría sónica es una técnica de medida idónea para la atmósfera, en experimentos de larga duración y cuando se requiere el conocimiento de las tres componentes del vector velocidad de viento con una alta resolución temporal. La anemometría sónica ha permitido un gran avance en el conocimiento de las características vectoriales de la velocidad de viento, así como de sus propiedades espectrales para frecuencias superiores a 0.5hz, factores ambos fundamentales en la determinación de cargas aleatorias sobre estructuras sometidas a la acción del viento y en la medida directa de flujos verticales de calor o de sustancias contaminantes en la capa superficial de la atmósfera. Se ha puesto especial interés en mostrar el destacable efecto del proceso de medida del anemómetro sónico sobre magnitudes fundamentales para la caracterización de la anisotropía de la turbulencia atmosférica, tales como las funciones de densidad espectral cruzadas en un punto, el cociente entre funciones de densidad espectral o la desigualdad de varianzas de la velocidad. En general se ha pretendido sistematizar el análisis del proceso de medida de los indicadores de anisotropía atmosférica mediante anemómetros sónicos, a través de la clasificación de los parámetros que influyen en dicho proceso de medida. Así, se ha puesto de manifiesto la importancia de parámetros tales como la geometría del anemómetro sónico, la velocidad del muestreo, el tiempo de retardo entre disparos de pulsos, el módulo del vector velocidad y sus ángulos de incidencia respecto al sensor, y especialmente la propia anisotropía atmosférica natural. También se ha analizado la relación existente entre dichos parámetros. El modelo obtenido teniendo en cuenta todos estos parámetros, permite un análisis del proceso de medida de un anemómetro sónico genérico, en la determinación de indicadores de anisotropía atmosférica. La verificación experimental de la nueva formulación ha puesto de manifiesto cómo esta es capaz de reproducir efectos reales hasta ahora no modelados, tales como la inversión de signos en las funciones de densidad espectral cruzadas para altas frecuencias, así como la reducción significativa del error en el modelado de datos reales respecto a los modelados existentes en la literatura.