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Cap´ıtulo 10

Capa L´ımite Un cuerpo que este inmerso en un flujo experimenta una fuerza resultante debido a la acci´on entre el flujo y el cuerpo. Esta es la fuerza resultante de los esfuerzos de corte en la pared del cuerpo (τw ) y de los esfuerzos normales a la superficie. La resultante de las fuerzas en direcci´on horizontal se denomina Arrastre (D) y las fuerza con direcci´on vertical se denomina Empuje o sustentaci´on (L).

Figura 10.1: Resultante de fuerzas horizontal y vertical sobre un perfil alar. La magnitud de estas fuerzas depender´a de la forma que tome el flujo alrededor del cuerpo y por lo tanto de la forma del cuerpo, de las condiciones del flujo y de la posici´on relativa del cuerpo con respecto al flujo. La figura 10.2 muestra el flujo alrededor de 3 cuerpos con distinta forma.

Capa límite Capa Límite

U

U

U

(a) Placa plana delgada.

Capa límite

(b) Cuerpo aerodin´ a mico.

Separación

Estela

(c) Cuerpo obstructor.

Figura 10.2: Flujo alrededor de diferentes cuerpos.

La influencia sobre el flujo para el caso de la placa plana delgada paralela al flujo es m´ınima y las l´ıneas de corriente tender´an a ser paralelas a la placa. Alrededor de un cuerpo aerodin´amico el flujo que se establece es tal que las l´ıneas de corriente se cierran detr´as del cuerpo. Alrededor de un cuerpo obstructor por el contrario, las l´ıneas de corriente no son capaces de cerrarse detr´as del cuerpo generando detr´as de este lo que se conoce como estela.

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10.1 Desarrollo de la capa l´ımite

La figura 10.3 muestra el flujo alrededor de una placa plana paralela al flujo para distintos n´ umeros de Reynolds. Se puede ver de esta figura que a medida que aumenta Re disminuye la regi´on donde los efectos viscosos son importantes y por lo tanto tambi´en su influencia en el flujo externo. Efectos viscosos despreciables Re=Ul/n =0.1

y

Efectos viscosos importantes

Efectos viscosos despreciables

u...