Resumen:
En esta tesis se presenta un estudio de turbulencia rotante en tres dimensionesmediante simulaciones numéricas directas. En turbulencia tridimensional,la energía y la helicidad que son constantes de movimiento de la ecuaciónde fluidos sin viscosidad, juegan un rol central. En este trabajo se aplicó ladescomposición helicoidal de la velocidad en ondas con polarización positiva (+) y negativa (-) al estudio de espectros y ujos de energía y helicidad. Dicha descomposición resulta muy útil en el estudio de turbulencia rotantedebido a que los modos helicoidales son soluciones exactas de ondas inercialesen fluidos en rotación. Los modos helicoidales de la energía y la helicidadno se conservan por separado, sino que puede haber transferencias entre losmodos con polarizaciones + y - de estas magnitudes. Para cada uno de losdos invariantes mencionados (energía y helicidad) existen cuatro flujos, quecorresponden a las transferencias entre escalas y a las transferencias entre losmodos helicoidales + y -. Los flujos de helicidad en los modos helicoidales +y - tienen un rango inercial más corto que los flujos de energía. Sin embargo,el flujo de helicidad hacia las escalas peque~nas en los modos helicoidales +y -, y el flujo global de helicidad, tienen un rango inercial similar al de laenergía. Este resultado fue observado previamente para turbulencia isótropay homogénea sin rotación, y en este trabajo se extiende al estudio de turbulenciarotante. Además, se estudió el espectro espacio-temporal de la energía,y de los modos helicoidales + y - de la misma. Se observó que la presencia dehelicidad modifica la cantidad de energía que se concentra en ondas inercialescon diferentes direcciones de propagación, estableciendo una dirección depropagación privilegiada. En cambio, en simulaciones sin helicidad neta, lasdirecciones de propagación de las ondas están balanceadas, es decir, no hayuna dirección de propagación que concentre más energía que otra. En estatesis se presenta este fenómeno y se lo explica mediante la descomposiciónhelicoidal mencionada.
Citación:
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Santaya, Mariano. (2017). Descomposición helicoidal de turbulencia rotante. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000033_Santaya
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Santaya, Mariano. "Descomposición helicoidal de turbulencia rotante". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2017.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000033_Santaya
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