El rol de los términos de fricción y cohesión en la modelización bidimensional de fluidos no Newtonianos: avalanchas de nieve densa

Abstract

La modelización numérica de fluidos no Newtonianos (relaves mineros, avalanchas de nieve, etc.) requiere la consideración de modelos reológicos específicos para calcular el esfuerzo cortante. El modelo de fricción de Voellmy es una de las teorías más populares, especialmente en el modelado de avalanchas de nieve. Recientemente, Bartelt propuso un modelo de cohesión para dar cuenta de esta propiedad física intrínseca de algunos fluidos. Sin embargo, la interpretación física del rango de valores del modelo de fricción-cohesión de Voellmy-Bartelt no ha sido suficientemente investigada, y este trabajo pretende llenar este vacío. Los resultados muestran que el modelo de Voellmy domina la dinámica de la avalancha y el modelo de cohesión permite la representación de colas largas, mientras que los parámetros de fricción y cohesión pueden variar dentro de un amplio rango. Adicionalmente, se propone la definición de un valor para el coeficiente de fricción turbulento basado en los mapas de usos del suelo del CORINE y el coeficiente de Manning para el mapeo de inundaciones.

Keywords

• fluidos no newtonianos
• modelización numérica bidimensional
• modelos reológicos
• avalanchas de nieve