CONVECCIÓN VS CIRCULACIÓN EN MODELOS DE DOS DIMENSIONES

En Septiembre de 1976, comencé a trabajar en un modelo de dos dimensiones de flujo de agua y sedimentos, bajo la dirección del Dr. Daryl B. Simons, quien en esa época era decano asociado para investigación, en la Escuela de Ingeniería, en Colorado State University. Después de unos meses de desarrollo del modelo, el Dr. Simons tuvo ocasión de revisar el progreso. El objetivo era modelar la entrada y salida del flujo hacia una bahía lateral. Nuestros resultados mostraban que el flujo parecía conveccionar propiamente, como se muestra en la Fig. 1 (a). Sin embargo, el Dr. Simons no estaba convencido. Mencionó que en su experiencia, la dirección del flujo de circulación no debería ser a favor del reloj, sino en contra. Regresamos a fojas cero, y eventualmente obtuvimos fondos de la Fundación Nacional para las Ciencias para estudiar el fenómeno de circulación en dos dimensiones.

Nuestra investigación posterior aclaró el problema.1 Si el flujo a la bahía era a favor del reloj, como indicaba nuestro modelo (Fig. 1 a), o en contra del reloj, como era la experiencia de Simons (Fig. 1 b), dependía de la escala del problema. Bajo escala grande, la fricción dominaba, la circulación desaparecía, y la dirección del flujo era a favor del reloj. Por otro lado, a pequeña escala, la inercia dominaba, la circulación se promovía, y el flujo era contra el reloj. Así, tanto Simons como el modelo estaban correctos.


1 Ponce, V. M., y S. B. Yabusaki. 1981. Modeling circulation in depth-averaged flow. ASCE Journal of the Hydraulics Division, Vol. 107, HY11, Noviembre, 1501-1518.

Fig. 1 (a)  Flujo de dos dimensiones dominado por la fricción.
Fig. 1 (b)  Flujo de dos dimensiones dominado por inercia.