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Investigação de fenómenos turbulentos e a sua aplicação à engenharia fluvial
Mário J. FrancaDECivil, Instituto Superior Técnico
Rio Amazonas, in Grands Fleuves 1968
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EXEMPLO DE ESCOAMENTO TURBULENTO
Distribuição média de velocidades num rio Variação de velocidades em torno da média
Os escoamentos/movimentos turbulentos exibem variações no tempo e no espaço dos valores locais de velocidade e pressão.
O QUE É A TURBULÊNCIA?
in Graf & Altinakar 1998
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ALGUNS EFEITOS PRÁTICOS DA TURBULÊNCIA
mistura de massa / transferência de gases / transporte sólido
Movimentos turbulentos organizados, existentes entre camadas de escoamento de diferentes velocidades, promovem a mistura.
in Graf & Altinakar 1998
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ALGUNS EFEITOS PRÁTICOS DA TURBULÊNCIA
mistura de massa / transferência de gases / transporte sólido
Zonas de movimento turbulento formadas no fundo atingem a superfície e estimulam a transferência de ar entre o escoamento e a atmosfera.
Rio Reno, in Grands Fleuves 1968
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ALGUNS EFEITOS PRÁTICOS DA TURBULÊNCIA
mistura de massa / transferência de gases / transporte sólido
As flutuações de velocidade turbulentas são o motor do transporte de sedimentos nos cursos de água.
Banco de sedimentos no rio Venoge (Vaud, Suíça). Erosão localizada a jusante de um pilar de ponte; fotografia cedida pelo Prof. Júlio Appleton.
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Estudo do escoamento turbulento em rios de leito de gravilha com recurso a um medidor de perfil de velocidades de efeito Doppler (rio Venoge, Vaud Suíça)
RESULTADOS
ADVP instalado no rio Venoge, Vaud Suíça
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RESULTADOS – DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADES
- Mono-logarítmica
- Em forma de “s”
- Duplamente logarítmica (transição)
in Franca 2005
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RESULTADOS – ESTRUTURAS COERENTES E SVP
- Turbulência organizada: regiões no espaço com velocidades semelhantes que viajam ao longo do escoamento e induzem produção de turbulência de pequena escala junto ao fundo – SVP.
- A SVP condiciona eventualmente o transporte de material sólido junto ao fundo.
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CONSIDERAÇÕES GERAIS
- As variações de velocidade momentâneas mas altamente energéticas existente nas fronteiras sólidas de um rio (fundo e margens) constituem o principal motor do transporte de sedimentos num rio.
- A investigação dos fenómenos turbulentos → melhoria dos modelos de previsão do transporte sólido, evolução morfológica, mistura de massa, transferência de gases e dissipação de energia.
- Campo de investigação que pretende satisfazer uma necessidade da engenharia prática → aplicações piloto para definir formas de intervenção no meio ambiente.
- O gestor fluvial deverá lidar com o carácter dinâmico dos escoamentos turbulentos.
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CONSIDERAÇÕES GERAIS
Rio Noxon (Vaud, Suíça).
A aplicação de soluções rígidas, leva à criação de paisagens monótonas e à desvalorização ambiental.
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CONSIDERAÇÕES GERAIS
A morfologia dinâmica de um rio deverá, o mais possível, ser respeitada e articulada com o uso humano do espaço fluvial.
Rio Venoge (Vaud, Suíça).
Rio Leach (Inglaterra), in The New Rivers & Wildlife Handbook 1995.
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Mário J. FrancaDECivil, Instituto Superior Técnico
Rio Amazonas, in Grands Fleuves 1968