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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1222| Cálculo analítico de la velocidad de traslación de vórtices eslabonados Analytical calculation of the translation velocity of linked vortex | |
| Jeasson Fabián González Sierra | |
| Oscar Uriel Velasco Fuentes | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Vórtices eslabonados,Traslación,Expansión multipolar,Ciencias del mar | |
| En esta tesis se estudia la traslación de vórtices tubulares de sección transversal finitacerrados sobre si en una configuración eslabonada. Para lograr que esta configuración se trasladede forma uniforme los vórtices eslabonados se encuentran sobre la superficie de un toro. Elmovimiento es calculado a partir de la ley de Biot-Savart en términos del potencial vectorial,utilizando el método de expansión multipolar a primer orden en la razón de aspecto. El estudioanalítico permite revisar la distribución de vorticidad en la sección transversal de los vórticestubulares y su efecto sobre el movimiento de los mismos. Se encuentra que el estiramiento ydoblamiento del vórtice especifican una distribución de vorticidad lineal en la sección transversaldel vórtice.Los términos a primer orden en el método de expansión multipolar retienen los efectos de lacurvatura del vórtice, mediante un arreglo dipolar a lo largo de la línea central del mismo. Lo cualestablece, para la traslación, resultados analíticos más exactos a medida que el vórtice seconsidera más delgado. La precisión del resultado encontrado mejora respecto al obtenido porThomson (1883), quien retiene los efectos equivalentes al orden cero del método de expansiónmultipolar. Orden para el cual la distribución de vorticidad en la sección transversal esconsiderada como uniforme. La precisión de la expresión analítica para la traslación se evaluópor comparación con un modelo numérico, donde se evidencio una diferencia de alrededor del2% para el caso de dos vórtices eslabonados. In this thesis we study the translation of closed tubular vortices of a finite transversal crosssection in a linked configuration. To make this configuration travel in a uniform manner, thelinked vortices must be found in the surface of a torus. The movement is determined by the BiotSavartlaw, in terms of the vector potential, using the multipolar expansion method to a first orderin the aspect ratio. The analytical study allows us to determine the vorticity distribution in thetransversal cross section of the tubular vortices and the effects on its own movements. It is foundthat the stretching and bending of the vortex specify a linear vorticity distribution cross section ofthe vortex.The first order terms of the multipolar expansion retain the effects of the curvature of thevortex, through a dipolar configuration along its central line. This establishes, for the translation,better analytical results as the vortex becomes thinner. The precision of the obtained result isimproved with respect of the classical one, obtained by Thomson (1883), which retains theeffects equivalent to the 0-th order of the multipolar expansion, order for which the vorticitydistribution in the cross section is considered a constant. The precision of the translation given bythe analytical expression is evaluated by comparing it with a numerical model, where a differenceof around 2% is found for the case of 2 linked vortices. | |
| CICESE | |
| 2013 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| González Sierra, J. F.2013.Cálculo analítico de la velocidad de traslación de vórtices eslabonados. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 124 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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