| Journal: | Revista mexicana de física |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000460985 |
| ISSN: | 0035-001X |
| Authors: | Hernández Olivares, A.O1 Ocampo Torres, F.J1 |
| Institutions: | 1Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Departamento de Oceanografía Física, Ensenada, Baja California. México |
| Year: | 2018 |
| Season: | Nov-Dic |
| Volumen: | 64 |
| Number: | 6 |
| Pages: | 619-627 |
| Country: | México |
| Language: | Español |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Analítico, teórico |
| Spanish abstract | Se entiende que los procesos de intercambio entre el océano y la atmósfera determinan de manera decisiva el estado del mar, del tiempo y del clima. Con el fin de entender mejor los procesos que aportan energı́a cinética turbulenta en las capas de fluido en ambos lados de la superficie del mar, abordamos el caso del oleaje y en particular el efecto de las olas que aún no rompen. Se realizaron mediciones de las velocidades de las partı́culas de fluido inducidas por la propagación de olas sin rompiente con el propósito de detectar la presencia de turbulencia y su asociación con la pendiente de las olas. Se analizaron 184 experimentos, cada uno con una duración de 3.5 minutos y olas aproximadamente monocromáticas de diferente pendiente ( 0.012 - 0.273 ) . Los experimentos se realizaron en un canal con dimensiones de 12.26 × 0.55 × 0.32 m empleando un velocı́metro acústico (Vectrino Profiler, Nortek), para medir las componentes u, v y w de la velocidad en una columna de fluido con 3.5 cm de longitud en 35 celdas de 1 mm de ancho, aproximadamente. En cada experimento se obtuvo el perfil vertical de la velocidad entre 1.5 y 8.6 cm de profundidad con respecto al nivel de agua en el canal ( h = 48 ± 0.5 cm). Se consideraron las componentes u ( t , z ) y w ( t , z ) en este análisis, puesto que las olas son prácticamente bidimensionales ( v ( t , z ) = 0 ). A partir de los espectros de potencia correspondientes a las fluctuaciones turbulentas u ' ( t , z ) y w ' ( t , z ), se identificaron sub-rangos inerciales (turbulencia isotrópica) independientemente de la profundidad y del valor de la pendiente de las olas. Con los espectros de las fluctuaciones turbulentas de las velocidades se demuestra que el tamaño de los remolinos cuya energı́a es transferida a remolinos de menores escalas, es mayor al aumentar la pendiente de las olas |
| English abstract | Ocean-atmosphere exchange processes are known to decisively determine the sea state, the weather and our planet’s climate. With the ultimate goal of a better understanding of the processes contributing with turbulent kinetic energy into both boundary layers above and below the sea surface, we approach the ocean surface wave phenomenon, and in particular we study the non-breaking waves potential effect. Therefore, measurement of particle velocities were made in a fluid under non-breaking waves, for the purpose of detecting turbulence and its association with the wave steepness. A total of 184 experiments were analyzed, each one with a duration of 3.5 minutes and the presence of approximately monochromatic waves with varying steepness ( 0.012 - 0.273). The measurements were carried out in a wave tank with dimensions of 12.26 × 0.55 × 0.32 m using an acoustic velocimeter (Vectrino Profiler, Nortek). The u , v and w components of velocity were measured on a 3.5 cm long fluid column in 35 cells of 1 mm in height. During the experiments, the velocity profile between 1.5 and 8.6 cm depth was obtained, referred to the water level in the wave tank ( h = 48.6 ± 0.5 cm). The waves propagated in deep waters ( h / λ > 0.5), where λ is the wave length. Only u ( t , z ) and w ( t , z ) components were considered for the analysis since, waves are practical two-dimensional ( v ( t , z ) = 0 ). Power spectra were calculated in as a function of frequency corresponding to u ' ( t , z ) and w ' ( t , z ) turbulent fluctuations, an inertial subrange (isotropic turbulence) was detected in the most of the spectra, for certain depths regardless of the wave steepness. Results from turbulent fluctuations frequency spectra show that eddy size involved in transferring energy to smaller ones, increases with the wave slope |
| Disciplines: | Física y astronomía |
| Keyword: | Física, Olas monocromáticas, Velocímetro acústico, Turbulencia, Sub-rangos inerciales |
| Keyword: | Physics, Monochromatic waves, Acoustic velocimeter, Turbulence, Inertial subrange |
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