Inestabilidad de Kelvin-Helmholtz


La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz (después de Lord Kelvin y Hermann von Helmholtz ) es una inestabilidad de fluidos que ocurre cuando hay un corte de velocidad en un solo fluido continuo o una diferencia de velocidad en la interfaz entre dos fluidos . Las inestabilidades de Kelvin-Helmholtz son visibles en las atmósferas de los planetas y lunas, como en las formaciones de nubes en la Tierra o la Mancha Roja en Júpiter , y las atmósferas del Sol y otras estrellas . [1]

La dinámica de fluidos predice el inicio de la inestabilidad y la transición a un flujo turbulento dentro de fluidos de diferentes densidades que se mueven a diferentes velocidades. [3] Si se ignora la tensión superficial, dos fluidos en movimiento paralelo con diferentes velocidades y densidades producen una interfaz que es inestable a las perturbaciones de longitud de onda corta para todas las velocidades. Sin embargo, la tensión superficial es capaz de estabilizar la inestabilidad de longitud de onda corta hasta un umbral de velocidad.


Simulación numérica de una inestabilidad temporal de Kelvin-Helmholtz
Desarrollo espacial de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz en 2D con un número de Reynolds bajo . Pequeñas perturbaciones, impuestas en la entrada de la velocidad tangencial, evolucionan en la caja computacional. Un número de Reynolds alto estaría marcado por un aumento de movimientos de pequeña escala.
Una inestabilidad KH visible por las nubes, conocida como fluctus , [2] sobre el Monte Duval en Australia
Una inestabilidad KH en el planeta Saturno, formada por la interacción de dos bandas de la atmósfera del planeta.
Kelvin-Helmholtz se eleva a 500 metros de profundidad en el Océano Atlántico
Animación de la inestabilidad KH, utilizando un esquema de volumen finito 2D de segundo orden