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Turbulenzen im Gewässerinneren

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Die Turbulenzen, die im Inneren einer Wassermasse entstehen, werden zunächst durch die Bewegung von größeren Massen namens Wirbel erzeugt. Mit der Entwicklung dieser Wirbel wird Energie dissipiert und sie fragmentieren sich allmählich, bis sie letztendlich vollständig auflösen.

>Modell

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Modellierungsbasis

Bild

ID:(12192, 0)



Turbulenzen im Gewässerinneren

Beschreibung

Die Turbulenzen, die im Inneren einer Wassermasse entstehen, werden zunächst durch die Bewegung von größeren Massen namens Wirbel erzeugt. Mit der Entwicklung dieser Wirbel wird Energie dissipiert und sie fragmentieren sich allmählich, bis sie letztendlich vollständig auflösen.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\rho$
rho
Dichte
kg/m^3
$\vec{x}$
&x
Posición (vector)
m
$Re$
Re
Reynolds Nummer
-
$l$
l
Tamaño característico
m
$v$
v
Velocidad
m/s
$\vec{u}$
&u
Velocidad (vector)
m/s
$\eta$
eta
Viskosität von Meerwasser
Pa s
$\vec{\omega}$
&omega
Winkelgeschwindigkeit
rad/s
$t$
t
Zeit
s

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen


Beispiele

El v rtice en el caso hidrodin mico se calcula mediante el rotor de la velocidad

$\vec{\omega}=\vec{\nabla}\times\vec{v}$



El significado geom trico del rotor es el de un integral de camino que realiza una integraci n a lo largo de un camino cerrado de la velocidad producto punto el segmento de la integraci n. En la gr fica a continuaci n se ven dos situaciones extremas que muestran lo que determina el rotor:

En el primer caso se esta aplicando a un torbellino que gira en el mismo sentido que lo hace la integraci n del camino (rojo). De esta forma siempre la velocidad (azul) es paralela al segmento (verde) que se esta integrando. De esta forma el rotor es un numero positivo pero en ning n caso nulo.

En el otro caso se recorre con el camino un campo de vectores de velocidad (azul) que son paralelos. Por ello se dan tres situaciones; que la velocidad sea ortogonal al segmento lo que es nulo, que sea paralelo y contribuya y que sea paralelo pero opuesto con lo cual contribuye pero con un signo negativo. En este segundo caso se ve que el rotor va a ser muy peque o y de hecho se puede demostrar que es nulo.

En otras palabras el calculo del rotor permite detectar v rtices, o sea torbellinos en el flujo.

(ID 12189)

El modelo considera:

• la formaci n de v rtices por m ltiples mecanismos a describir mas adelante
• el desplazamiento tipo difusivo en las corrientes que los arrastren
• los procesos mediante los cuales generan nuevos v rtices perdiendo energ a y achic ndose progresivamente
• la perdida de energ a por efecto procesos difusivos en lo que se refiere a momento (roce viscoso)
• la final disoluci n cuando llegue a escalas que no le permiten existir

La siguiente gr fica muestra el efecto de ir generando nuevos v rtices mientras se va achicando:

(ID 12192)


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