Opmización de Estrategias de Muestreo de Técnicas de Medición Hidroacústicas a partir del Uso de Simulaciones Numéricas Directas

Abstract

En este trabajo se presentan relaciones adimensionales elaboradas mediante el análisis de un campo de flujo turbulento tridimensional de alta resolución espacial y temporal obtenido de una simulación numérica directa (DNS por sus siglas en inglés), con el fin de optimizar las estrategias de muestreo de técnicas de medición hidroacústicas para determinar en forma precisa el caudal y parámetros representativos de la turbulencia (como velocidades media, fluctuaciones turbulentas, esfuerzos de Reynolds, etc). El campo de velocidades del flujo turbulento simulado con DNS fue validado con observaciones experimentales de laboratorio publicadas previamente en la literatura y luego fue muestreado simulando la metodología de registro de un perfilador de corriente acústico (ADCP) y de un velocímetros acústico Doppler (ADV) para diferentes condiciones de flujo y adoptando diferentes estrategias espaciales y temporales de muestreo. Los resultados muestran en el caso de mediciones de caudal realizadas con ADCP, que los errores aleatorios (incertidumbre) debidos a la turbulencia del flujo son relevantes en ríos poco profundos muestreados a grandes velocidades del bote. Sin embargo, estos errores no son significativos si se realizan al menos cuatro transectas. En lo que respecta a las mediciones con ADV, se observó que en la región cercana al fondo las mediciones del flujo con este instrumento presentan un sesgo negativo relevante en los parámetros de la turbulencia debido al efecto producido por el promediado espacial en el volumen de medición.