Cuestionario Hidráulica Maritima

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Preguntas y respuestas de la asignatura de hidráulica marítima de la carrera de Ing. Civil. México.

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1. Descripcin de estadstica de oleajeEs el proceso estadstico para definir las alturas as como los periodos del oleaje que se caracterizan en un determinado grupo de tren de olas en la actividad se utiliza el mtodo denominado como cruce cero.

2.Qu es la distribucin de las alturas y periodos de ola? LA DETERMINACIN DE LA DISTRIBUCIN FRECUENCIAL DE LAS ALTURAS DE OLA: En un determinado grupo de ellas, en el problema que fue ampliamente estudiado por louguet-Higgins loas resultados de sus investigaciones indican. QUE LA DISTRIBUCION DE RAYLEIGH LA CUAL SE CARACTERIZA POR UNA BANDA DE FRECUENCIA (W=1/T) RELATIVAMENTE ANGOSTA.LA FUNCION DE LA DENSIDAD DE LA PROBABILIDAD DE LAS ALTURAS P(H) ESTA DADA POR.

LA DISTRIBUCIN ESTADSTICA DE LOS PERIODOS DE LOS, PERODOS: de la ola difiere de la correspondiente a las alturas, sin embargo se acepta que su distribucin apara un mar completamente desarrollado es por.

DONDE P(t) es la distribucin de la densidad de los periodos ,que la distribucin al cuadrado, del cual es proporcional a la longitud de la onda que se expresa la curva Rayleigh.

3. Qu es la distribucin espectral del oleaje?Como la suma de ondas senoidales son diferentes. Extraer la energa de cada onda componente de un tren, con su direccin () y si frecuencia (W) sera una campana orientada en la direccin principal del viento con un mximo para esta direccin con la frecuencia del grueso temporal

4. Describa los 3 espectros de oleaje que hay?ESPECTRO BRESTSCHNEIDER

Est en (m2-seg)H=0.625 H=1/3 y T=0.9 T(1/3) Este espectro es aplicable para vientos soplando sobre fech finitos y cuando se conocen estadsticamente la altura y el periodo de oleaje.ESPECTRO PIERSON-MOSKOWITTS

En ella U=19.5 es la velocidad del viento en m/seg medida a 19.5 sobre el nivel del mar representa un espectro para un mar desarrollado debido a un viento que sopla lo suficiente duracin.ESPECTRO JONSWARLA JONSSWAP ha realizado numerosas observaciones y anlisis del oleaje ene l mar del norte de las cuales se ha propuesto la siguiente expresin para el espectro.

Fm Es la frecuencia pico una constante con valor aceptado normalmente de 0.08 y la relacin entre la mxima energa espectral de jonswap.5. Describa las fuentes de informacin de oleaje estadsticoSeria realizar mediciones directas durante en un lapso que se recomienda no sea menor de un ao, para lo cual en la actualidad existen diferentes aparatos que permiten se lleva acabo. A partir de una muestra de un determinado nmero de olas se estara en posibilidad de definir la altura significante Hs o lo que es lo mismo la H 1/3 ,si ponemos una muestra de 9 alturas de la ola ordenadas de mayor a menor ya que N=9 entonces para H 1/3.

Y como por definicin se considera las alturas de las olas ms grandes.

Sin embargo la medicin directa casi nunca es posible realizarla bien sea por motivos econmico o por necesidad de contar con datos rpidamente, por lo que es ms comn hacer uso de fuentes de informacin ms rpidamente definen variables de oleaje en cuanto a periodo y altura.6. Describa el Ocean Wave Statistcs, Sean Swell Charts.Ocean Wave Statistcs: fue editada en 1967 por el laboratorio nacional de fsica y contiene los datos estadsticos de oleaje, estimados visualmente rutas establecidas en todo el mundo durante los aos 1953 a 1961.los datos reportados por las observaciones son : direccin periodos y alturas de ola, no hacindose ningn tipo de distincin entre oleaje local (SEA) y el distante (SWELL) . Sean Swell Charts: Se refiere a las publicaciones denominadas Atlas of sea and swell charts tanto en Northeastern Pacific ocean como el Nort Atlaltic Ocean, ambas editadas en U.S mismas que fueron procesadas por el departamento de Estados y laboratorios.Los datos presentados por esta fuente obedecen a observaciones durante un periodo de 10 aos. Para su presentacin de oleaje se agrupa en dos tipos.OLEAJE LOCAL: Las olas generadas por los vientos locales mismas que son en periodos cortos, superficie regular rpidamente cambiante que se desplaza en la misma direccin que el viento generado.OLEAJE DISTANTE (SWELL): Olas que han avanzado ms all de la fluencia de los vientos generadores .son ms largas en el periodo de cresta redondeadas ms uniforme, de mayor altura y su direccin es independiente de la direccin del viento.7. Describa que es la prediccin de oleaje.Al procedimiento de calculo que se realiza para conocer las caractersticas de oleaje producido por una perturbacin meteorolgica como puede ser un cicln o huracn.a) Trayectoriab) Seleccin de la (S) posicin (ES) del huracn o cicln ms desfavorable(s) determinacin a un determinado punto en donde se quiera conocer la caracterstica del oleaje.c) Variables especifican que a cada uno de los mtodos.8. En que consiste el mtodo del huracn estndarLas ecuaciones fundamentales de este mtodo.

En donde:

Para trasladar el oleaje producido por la perturbacin desde la salida de ella hasta el L.A.P =Lo/2 frente al sitio estudiado.

FENOMENOS DEL OLEAJE1. Describa que es la refraccin del oleajeLa velocidad de propagacin de una ola progresiva para un periodo determinado, de acuerdo a la teora lnea se expresa.

Conforme la profundad disminuye ,el fondo empieza a afectar el movimiento de las partculas de agua, debido al efecto de friccin ,mismo que produce una reduccin en la velocidad de propagacin y en la longitud de onda. La disminucin de la velocidad significa que cuando un tren de olas ,de un determinado periodo, entre aguas intermedias y bajas las distintas partes dela cresta se desplazan con diferentes velocidades dependiendo de la profundidad provocando que la cresta se refiere o doble en su proyeccin horizontal, de tal forma que tiende hacerse paralela a las lneas batimtricas sobre las que se propaga. A este fenmeno se le llama refraccin.

2. Describa en que consiste la ley de SnellA) la energa comprendida entre dos ortogonales permanece o constante.B) La direccin de avance de la onda es la perpendicular a su cresta en cada momento C) La a celeridad de la onda en un punto en particular apara un periodo determinado depende nicamente dela profundidad de ese punto.D) Los cambios de batimetra son graduales.E) La forma de la ola esenoidal de cresta indefinida, pequea amplitud (h/L) periodo constante y monocromtica todas las ondas son iguales.F) S e desprecian los efectos de corrientes vientos y reflexiones del oleaje incide en la playa.3. Describa que es la difraccin del oleaje cul es su Mtodo de anlisis.Es fundamentalmente una transferencia de energa de una zona a otras, se expresa cuando el oleaje es interrumpido por un obstculo que impide a su paso a la zona posterior del mismo. Para el anlisis de difraccin, al igual que en la refraccin, se supone una hiptesis de partida, las cuales son onda monocromtica, periodo constante entre ortogonales y celeridad que depende exclusivamente de la profundidad del punto donde se desplaza.4. Describa la difraccin del oleaje en el extremo de un rompeolas y los dos mtodos del estudio.Se denomina coeficiente De difraccin Kd ala relacin que existe entre la altura difractada Hd y la altura de la ola Hi.

A) MTODO ANALTICODentro de ellos a su vez , hay diferentes que han sido deducidos por otros tantos investigadores Aqu presenta el de M Larras cuya ecuacin es:

En donde HM=Es la altura de la ola en el punto M situado a una distancia r distancia medida desde el extremo del rompeolas.Hi-li: son la altura y la longitud de la ola incidente.B) MTODOS GRAFICOS En las fig. Que se muestran en el anexo (fig. a13, b24) aparecen curvas de igual coeficiente de difraccin, para diversos ngulos de incidencia del oleaje sobre el rompeolas, deducidas por wiegel.5. Describa la difraccin de un oleaje en un recinto y difraccin -refraccin juntas

6. Que es la reflexin de oleaje a que se le llama clapotis y que es importante estudiarla.

7. Describa que es la reflexin en playas reflexin estructuras y estructuras de enrocamineto.REFLEXION EN PLAYASEn una playa la energa reflejada es funcin de su pendiente, permeabilidad y rugosidad as como el ngulo incidencia del oleaje y su relacin de esbeltez. El coeficiente de reflexin en este caso Miche.Kr=X1 X2 X1= FACTOR funcin de la permeabilidad y rugosidad de la playaX2= Factor funcin que la relacin de esbeltez del oleaje y de la pendiente de la playa.El mismo actor propone un valor de 0.8 para X1 cuando se trate de playas lisas e impermeable y de 0.3 a 0.6 para playas rugosas e impermeables .Por su parte X2 se puede calcular.

Donde =ngulo que forma la playa con la horizontal Ho/Lo= esbeltez real del oleaje incide(Ho/Lo) mx.=relacin de esbeltez mxima terica para la cual se presenta una reflexin total, se puede obtener a partir de la grfica.REFLEXION DE ESTRUCTURASAl incidir el oleaje en una estructura, parte de su energa se refleja, otra se transmite a la estructura puede llegar a disipar si la ola rompe. De acuerdo a la ley de conservacin de la energa, este fenmeno puede expresarse como:Ei=Et+ Er+ EpEn donde Ei=Et+ Er+ Ep son energas por unidad de tiempo y de ancho incidente, transmitida, reflejada y perdida respectivamente se supone que el periodo permanece constante.La ecuacin de la energa de la ola como:1=Kt+Kr+K2pKt=Coe. De transmisin igual HE/HIKr=Coe. de reflexin igual Hr/HiKp=Coe. de perdida de energa.Si la esbeltez de la ola que incide en la estructura, es mayor que el valor indicado por la ecu. La ola romper sobre la estructura y disipara parte su energa para este caso Kp menor CERO y si Kt se considera igual a cero pared impermeable se cumple que Kr mayor 1 indicndose una reflexin parcial.Dando que Kr como se dijo depende de la rugosidad e impermeabilidad de la pared, Miche en la siguiente ecu.

En la cual es un coe. cuyo valor ha sido calculado experimentalmente y que tiene valoresA)Para superficie impermeable y lisa =1.0B) Para superficie impermeable y rugosa =1.0 a 0.9C) Para superficie permeable y rugosa =0.3 a 0.6REFLEXION EN ESTRUCTURAS DE ENROCAMIENTOLas estructuras de enroca miento amortiguan en gran medida la energa del oleaje, los factores ms importantes para ellos son el talud, el tamao de las rocas y la relacin de vacos.La transmisin de energa a travs de una estructura de este tipo puede controlarse mediante la reduccin del porcentaje de vacos en el ncleo de la misma las olas de corto periodo prcticamente amortiguadas en su totalidad. Sin embargo las olas con periodos largos pueden lograr atravesarla por lo que siempre se busca que el ncleo tenga en sus piedras un rango de tamaos que concierta a las estructuras en impermeables.8. Describa que es la rompiente, porque puede ser motivada.La rotura de una ola puede ser motivada por 2 causas A) Relacin de esbeltez

El valor lmite para la rotura de la ola es = 0.142= 1/7Cuando se alcanza este valor la ola empezara su proceso de rompimiento, disipando parcialmente su energa .Esta rotura sucede cuando la velocidad de las partculas en la cresta de las se iguala con la celeridad de la onda y un incremento de relacin de esbeltez, incrementa la velocidad de las partculas provocando la inestabilidad de la ola. La rotura en este caso est asociada tambin al ngulo que forma la cresta , tal como se muestra en la fig.B) POR EFECTO DE FONDOEn este caso la ola rompera por efecto de la profundidad del fondo de acuerdo a la teora de la onda solitaria modificada, las expresiones que dan condiciones de rompiente.

H b/Ho incide en la altura

Significa que una ola con la altura determinada tendr a romper cuando la profundidad del fondo se desplaza alcance un valor 1.28 veces su altura.9. Describa los 3 tipos que se puede romper.La rompiente SPILLING se caracteriza P que se desarrolla gradualmente y presenta con claridad relativa en la cresta la ola.Por su parte el rompimiento tipo PLUNGING a cabo en foridrastica, curvndose hacia delante de la cresta La rompiente SURGING se desarrolla en la parte superior de la cresta en forma semejante al tipo PLUNG con la particularidad de k la base de ella arriba a la playa antes de registrarse el rompimiento drstico.Finalmente el tipo COLLAPSING es combinacin o transicin ntrelas formas PLUNGING Y SURGING.