En dinámica de fluidos , el flujo de Taylor-Culick describe el flujo asimétrico dentro de un cilindro largo y delgado con un extremo cerrado, suministrado por una inyección de flujo constante a través de la pared lateral. El flujo lleva el nombre de Geoffrey Ingram Taylor y FEC Culick, ya que Taylor demostró por primera vez en 1956 que el flujo dentro de dicha configuración es invisible y rotacional [1] y más tarde en 1966, Culick encontró una solución auto-similar al problema aplicado a sólidos -combustión de cohetes propulsores . [2]Aunque la solución se deriva de la ecuación no viscosa, satisface la condición de no deslizamiento en la pared, ya que, como Taylor argumentó, la capa límite que se supone que existe, si es que existe alguna en la pared lateral, será expulsada por inyección de flujo. Por lo tanto, el flujo se denomina cuasi viscoso.
Descripción de flujo
La ecuación invscid axisimétrica se rige por la ecuación de Hicks , que se reduce cuando no hay remolino (es decir, circulación cero ) a
dónde es la función de flujo , es la distancia radial desde el eje y es la distancia axial medida desde el extremo cerrado del cilindro. La funciónse encuentra para predecir la solución correcta. La solución que satisface las condiciones de contorno requeridas está dada por
dónde es el radio del cilindro y es la velocidad de inyección en la pared. A pesar de la solución de apariencia simple, se verifica que la solución es precisa experimentalmente. [3] La solución es incorrecta para distancias de orden.desde la separación de la capa límite en es inevitable, es decir, el perfil de Taylor-Culick es correcto para . El perfil de Taylor-Culick con inyección en el extremo cerrado del cilindro se puede resolver analíticamente. [4]
Ver también
Referencias
- ^ Taylor, GI (1956). Flujo de fluido en regiones delimitadas por superficies porosas. Actas de la Royal Society of London. Serie A. Ciencias físicas y matemáticas, 234 (1199), 456–475.
- ^ Culick, FEC (1966). Flujo medio simétrico rotacional y amortiguación de ondas acústicas en un cohete propulsor sólido. Revista AIAA, 4 (8), 1462–1464.
- ^ Dunlap, R., Willouchby, PG y Hermsen, RW (1974). Campo de flujo en la cámara de combustión de un motor cohete de propulsor sólido. Revista AIAA, 12 (10), 1440-1442.
- ^ Majdalani, J. y Saad, T. (2007). El perfil de Taylor-Culick con inyección arbitraria en la pared de la cabeza. Física de fluidos, 19 (9), 093601.