Implicaciones de la anisotropía de la turbulencia atmosférica en la medida de velocidad mediante anemometría sónica

Resumen:

Este trabajo se ha desarrollado y validado una nueva aplicación del modelo de anemometría sónica Cuerva-Sanz. Esta nueva aplicación rebajas las restricciones de homogeneidad e isótropia de la turbulencia introduciendo un modelo de homogeneidad horizontal, anisótropo e incompresible, permitiendo así un tratamiento más amplio de la influencia del proceso de medida de anemómetro sónico en la evaluación de la turbulencia atmosférica. La consideración de un modelo de turbulencia anisótropo supone un mayor acercamiento a las características reales de la atmósfera, por lo que permite una mejor estimación de la energía contenida en el espectro, el cálculo de los espectros cruzados y la determinación de forma independiente de las funciones de densidad espectral. Estas características son importantes a la hora de hacer una estimación de las cargas dinámicas producidas por el viento sobre grandes estructuras, puentes, edificios, torres y aerogeneradores eólicos. La anemometría sónica es una técnica de medida idódea para la atmósfera, en experimentos de larga duración y cuando se requiere el conocimiento de las tres componentes del vector velocidad del viento con una alta resolución temporal. La anemometría sónica ha permitido un gran avance en el conocimiento de las características vectoriales de la velocidad de viento, así como de sus propiedades espectrales para frecuencias superiores a 0.5hz, factores ambos fundamentales en la determinación de cargas aleatorias sobre estructuras sometidas a la acción del viento y en la medida directa de flujos verticales de calor o de sustancias contaminantes en la capa superficial de la atmósfera. Se ha puesto especial interés en mostrar el destacable efecto del proceso de medida del anemómetro sónico sobre magnitudes fundamentales para la caracterización de la anisotropía de la turbulencia atmosférica, tales como las funciones de densidad espectral cruzadas en un