En dinámica de fluidos , el estiramiento de vórtices es el alargamiento de los vórtices en el flujo de fluido tridimensional, asociado con un aumento correspondiente del componente de vorticidad en la dirección de estiramiento, debido a la conservación del momento angular . [1]
El estiramiento de vórtice está asociado con un término particular en la ecuación de vorticidad . Por ejemplo, el transporte de vorticidad en un flujo no viscoso incompresible se rige por
donde D / Dt es la derivada material . El término fuente en el lado derecho es el término de estiramiento de vórtice. Amplifica la vorticidad cuando la velocidad diverge en la dirección paralela a .
El vórtice de Burgers proporciona un ejemplo simple de estiramiento de vórtice en un flujo viscoso .
El estiramiento del vórtice es el núcleo de la descripción de la cascada de energía de turbulencia de las escalas grandes a las escalas pequeñas en la turbulencia . En general, en turbulencia , los elementos fluidos se alargan más que se aprietan, en promedio. Al final, esto da como resultado un mayor estiramiento del vórtice que la compresión del vórtice . Para un flujo incompresible, debido a la conservación del volumen de los elementos fluidos, el alargamiento implica un adelgazamiento de los elementos fluidos en las direcciones perpendiculares a la dirección de estiramiento. Esto reduce la escala de longitud radial de la vorticidad asociada. Finalmente, a pequeñas escalas del orden de las microescalas de Kolmogorov , la energía cinética de la turbulencia se disipa en calor mediante la acción de la viscosidad molecular . [2] [3]
Notas
Referencias
- Chorin, AJ (1994), Vorticidad y turbulencia (2a ed.), Springer, ISBN 0-387-94197-5
- Tennekes, H .; Lumley, JL (1972), Un primer curso en turbulencia , Cambridge, MA: MIT Press, ISBN 0-262-20019-8