En dinámica de fluidos , la constante de von Kármán (o constante de Kármán ), llamada así por Theodore von Kármán , es una constante adimensional involucrada en la ley logarítmica que describe la distribución de la velocidad longitudinal en la dirección normal de la pared de un flujo de fluido turbulento cerca de un límite con una condición antideslizante . La ecuación para tales perfiles de flujo de la capa límite es:
donde u es la velocidad media del flujo a una altura z por encima del límite. La altura de rugosidad (también conocida como longitud de rugosidad ) z 0 es dondeparece ir a cero. Además, κ es la constante de von Kármán que suele ser de 0,41, yes la velocidad de fricción que depende del esfuerzo cortante τ w en el límite del flujo:
con ρ la densidad del fluido .
La constante de Kármán se utiliza a menudo en el modelado de turbulencias , por ejemplo, en la meteorología de la capa límite para calcular los flujos de impulso , calor y humedad de la atmósfera a la superficie terrestre. Se considera universal ( κ ≈ 0.40).
Gaudio, Miglio y Dey argumentaron que la constante de Kármán no es universal en flujos sobre lechos de sedimentos móviles.
En los últimos años, la constante de von Kármán ha sido objeto de un escrutinio periódico. Las revisiones (Foken, 2006; Hogstrom, 1988; Hogstrom, 1996) informan valores de κ entre 0,35 y 0,42. La conclusión general de más de 18 estudios es que κ es constante, cercana a 0,40.
Ver también
Referencias
- Bonan, GB (2005). "Modelo de superficie terrestre (LSM 1.0) para estudios ecológicos, hidrológicos y atmosféricos. Producto modelo" . Disponible en línea [1] en Oak Ridge National Laboratory Distributed Active Archive Center, Oak Ridge, Tennessee, EE. UU.
- Foken T. (2006). "50 años de la teoría de la similitud Monin-Obukhov". Meteorología de la capa límite , vol. 119, 431-447.
- Gaudio, R. Miglio, R. y Dey, S. (2010). "No universalidad del κ de von Kármán en corrientes fluviales". Revista de Investigación Hidráulica , Asociación Internacional de Investigación Hidráulica (IAHR), vol. 48, núm. 5, 658-663
- Hogstrom U (1996). "Revisión de algunas características básicas de la capa superficial atmosférica". Meteorología de la capa límite , vol. 78, 215-246.
- Hogstrom U (1988). "Perfiles de viento y temperatura adimensionales en la capa superficial atmosférica: una reevaluación". Meteorología de la capa límite , vol. 42, 55-78.
enlaces externos
- http://www.ccsm.ucar.edu/models/ccsm3.0/cpl6/users_guide/node21.html una lista de constantes físicas utilizadas en el Modelo del Sistema Climático Comunitario NCAR