Wake (física)
La estela es la región de flujo perturbado (a menudo turbulento ) aguas abajo de un cuerpo sólido que se mueve a través de un líquido, causado por el flujo del líquido alrededor del cuerpo.
Para un cuerpo contundente en flujo externo subsónico , por ejemplo, las cápsulas Apollo u Orion durante el descenso y el aterrizaje, la estela se separa masivamente y detrás del cuerpo hay una región de flujo inverso donde el flujo se mueve hacia el cuerpo. Este fenómeno se observa a menudo en las pruebas de aeronaves en túnel de viento , y es especialmente importante cuando se trata de sistemas de paracaídas , porque a menos que las líneas de paracaídas extiendan el toldo más allá de la región de flujo inverso, el paracaídas puede fallar al inflarse y, por lo tanto, colapsar. Los paracaídas desplegados en las estelas sufren déficits de presión dinámica que reducen sus fuerzas de arrastre esperadas . Alta fidelidadLas simulaciones de dinámica de fluidos computacional se realizan a menudo para modelar los flujos de estela, aunque dicho modelado tiene incertidumbres asociadas con el modelado de turbulencia (por ejemplo , implementaciones de RANS versus LES ), además de efectos de flujo inestable. Las aplicaciones de ejemplo incluyen la separación de la etapa del cohete y la separación del almacén de aviones.
En fluidos incompresibles (líquidos) como el agua, se crea una estela de arco cuando una embarcación se mueve a través del medio; como el medio no se puede comprimir, debe desplazarse en su lugar, lo que da como resultado una onda. Como ocurre con todas las formas de onda , se propaga hacia afuera desde la fuente hasta que su energía se supera o se pierde, generalmente por fricción o dispersión .
Las aves acuáticas y los barcos que se mueven por la superficie del agua producen un patrón de estela, explicado por primera vez matemáticamente por Lord Kelvin y conocido hoy como el patrón de estela de Kelvin . [1]
Este patrón consta de dos líneas de estela que forman los brazos de un galón, V, con la fuente de la estela en el vértice de la V. (1/3) = 19,47 ° y está formado por ondas plumosas con un ángulo de aproximadamente 53 ° con respecto a la trayectoria.
El interior de la V (de apertura total 39 ° como se indica arriba) está lleno de ondas transversales curvas, cada una de las cuales es un arco de un círculo centrado en un punto que se encuentra en el camino a una distancia dos veces mayor que la del arco a la estela. fuente. Este patrón es independiente de la velocidad y el tamaño de la fuente de estela en un rango significativo de valores. [2]
