Estudio numérico del efecto de una cortina de burbujas en aplicaciones en ingeniería costera

Abstract

The use of bubble curtains has a wide range of applications. This work was motivated by a series of computational fluid dynamics applications in coastal engineering. An example of this is the growing problem of erosion in ports, beaches, and coastlines. A 2D numerical study of the implementation of a bubble curtain in a channel is conducted. Four cases of interaction with the bubble curtain are studied: 1) static water column, 2) interaction with waves, 3) interaction with current, 4) combination of waves and current. The size of the recirculations on both sides of the injection point is determined, and asymmetric profiles downstream and upstream are presented. Vertical and horizontal profiles are obtained for the velocities in the x and z components for all studied cases, establishing the relative influence of velocity perturbations caused for all studied cases.

El uso de cortinas de burbujas tiene una amplia gama de aplicaciones. Este trabajo fue motivado por una serie de aplicaciones de la mecánica de fluidos computacional a la ingeniería costera. Un ejemplo de esto es el problema creciente de la erosión en los puertos, playas y costas. Se realiza un estudio numérico en 2D de la implementación de una cortina de burbujas en un canal. Cuatro casos de la interacción con la cortina de burbujas son estudiados: 1) columna de agua en reposo, 2) interacción con oleaje, 3) interacción con corriente, 4) combinación de oleaje y corriente. El tamaño de las recirculaciones a ambos lados del punto de inyección es determinado, y se presentan perfiles asimétricos aguas abajo y arriba. Los perfiles verticales y horizontales son obtenidos para las velocidades en la componente x y z para todos los casos estudiados y se establece la influencia relativa de las perturbaciones de velocidad causadas para todos los casos estudiados.