Roll waves e seus critérios de geração

RESUMO

Ondas pulsantes (tipo roll waves) podem surgir na superfície livre de eventos extremos como corridas de detritos e lamas, dentre outros, potencializando os danos causados. Esta nota técnica tem por objetivo informar sobre a fenomenologia das roll waves evoluindo na superfície livre de escoamentos laminares e analisar seus critérios de geração com foco nos conceitos de Froude mínimo e da frequência de perturbação. A análise de estabilidade linear completa do novo modelo das equações promediadas na vertical, mostrou-se como ferramenta teórica útil na determinação dos novos critérios de geração de roll waves evoluindo em fluidos não-newtonianos. Os resultados demonstraram que a geração de roll waves depende, de fato, de dois critérios: o primeiro associado ao número de Froude mínimo e o segundo relacionado à frequência de corte. Além disso, testou-se e confirmou-se que esses novos critérios de geração foram também atendidos, quando da simulação numérica obtida por um segundo modelo baseado nas equações completas, neste caso, o software Fluent. Globalmente, o surgimento de roll waves é favorecido pelas propriedades não-newtonianas do fluido escoante com a frequência de corte diminuindo com o número de Froude. Por fim, ambos os critérios de geração foram aplicados em um estudo de caso com presença de roll waves em uma bacia de drenagem.

Palavras-chave:
Roll waves; Fluido não-Newtoniano; Regime laminar; Número de Froude mínimo; Frequência de corte