Tesis doctoral de Pablo Martinez-legazpi Aguiló
En esta tesis, el flujo aguas abajo de la esquina de una placa vertical parcialmente sumergida en una corriente uniforme ha sido estudiado utilizando una combinación de herramientas experimentales, numéricas y analíiticas. Este flujo se caracteriza por la aparición de una ola estacionaria que permanece unida a la esquina de la placa. Tanto la amplitud y la pendiente del frente de la ola crecen a medida que la ola evoluciona aguas abajo de la placa, dando lugar ya sea a derramarse sobre si misma o a una ruptura en forma de tubo. este flujo se asemeja al encontrado en las popas de espejo en buques de alta velocidad por lo que se investigarán las similitudes entre las olas producidas en la estela de dichos buques con las generadas en el laboratorio. Se demostrará además, que el experimento propuesto también comparte muchas caracteríisticas con las olas de aguas profundas, y por lo tanto puede ser aplicado al estudio de su proceso de ruptura. Adicionalmente, se propondrá un criterio experimental para la transición entre ambos procesos de rotura en las olas generadas en el laboratorio. en este trabajo se probará que las trayectorias de la ola encontrada en este flujo, bautizada como «corner wave», no están determinadas por la instalación, siendo su comportamiento, un fenómeno local que sólo depende de un número de froude apropiadamente definido. el análisis teórico mostrará que, haciendo uso de la naturaleza esbelta del flujo, el problema tridimensional estacionario se puede transformar en un problema bidimensional no estacionario mediante el uso de la, así llamada, aproximación 2d+t. El uso de dicha aproximación permitirá el tratamiento numérico del problema mediante el uso de un método de elementos de contorno. para investigar el mecanismo físico que conduce a la formación de la ola y, su posterior desarrollo, un análisis asintótico de la presión impulsiva en el flujo será llevado a cabo, demostrándose que dicho análisis captura con fiabilidad la evolución, a tiempos cortos, de la cresta de la ola. Se demostrará también que dicha cresta tiene un comportamiento auto semejante en las etapas iniciales, antes de desprenderse del cuerpo de la ola y comenzar una caida en una trayectoria cuasi-balística. en esta tesis tambien se analizará la forma analíitica del potencial de velocidades cerca de la esquina de la placa usando la aproximación 2d+t, y se revelará que dicha forma no coincide con la propuesta en la literatura para el flujo potencial alrededor de la esquina recta de un sólido. En consecuencia, se propondrá una formulación alternativa, obtenida mediante el uso de una transformación conforme, para el caso de que las condiciones de contorno evolucionen de similar manera que las de una superficie libre. adicionalmente, se presentarán algunas conclusiones sobre la localización del punto de emergencia de una compleja estructura del flujo que se encuentra en la estela de los buques a altas velocidades, llamada «rooster tail» y se propondrá, un correcto escalamiento de la trayectoria del frente de las olas estudiadas para dicha localización, obteniendo una ley universal. este trabajo ha sido parcialmente patrocinado por la o.N.R. Mediante el proyecto n00014-05-1-0121.
Datos académicos de la tesis doctoral «Corner waves downstream from a partially submerged vertical plate«
- Título de la tesis: Corner waves downstream from a partially submerged vertical plate
- Autor: Pablo Martinez-legazpi Aguiló
- Universidad: Carlos III de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 02/12/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Javier Rodriguez Rodriguez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: alexandr Korobkin
- Antonio Souto iglesias (vocal)
- Jesús Carlos Martínez bazán (vocal)
- José Manuel Gordillo arias de saavedra (vocal)