Storyboard

Cuando estudiamos el desplazamiento de aves por aire y peces por agua debemos primero determinar con que tipo de física hay que lidiar. En particular si se trata de un desplazamiento en un medio que muestra comportamiento laminar o turbulento.

Una estimación del número de Reynold Re muestra que que este es claramente superior a 2000 por lo que se debe suponer que en la mayoría de los casos se tratara de un comportamiento turbulento.

>Modelo

ID:(462, 0)

Descripción

>Top

Una forma de visualizar un flujo turbulento es inyectar tinta en un flujo mediante una aguja delgada que no perturbe dicho flujo.

El comportamiento resultante muestra una desviación abrupta y un grado de difusión causados por las turbulencias en el flujo.

ID:(7064, 0)

Descripción

>Top

En el laboratorio, se inyecta tinta azul que se desvía radicalmente de un flujo lineal, mostrando así la presencia de torbellinos y un grado de difusión debido a perturbaciones de menor amplitud.

ID:(7067, 0)

Descripción

>Top

Un ejemplo de esto se observa cuando un cigarrillo calienta el aire alrededor de su cerilla, generando convección. A medida que el aire se eleva, entra en condiciones críticas y se forman los torbellinos.

ID:(7066, 0)

Descripción

>Top

El comportamiento del flujo alrededor de una esfera muestra cambios dramáticos según el número de Reynolds calculado en función del radio de la esfera. El siguiente diagrama muestra de forma resumida los diferentes comportamientos:

Esquema del tipo de flujo según numero de Reynold (libro Introduction to Transport Phenomena Modeling, Gianpaolo Ruocco - https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-66822-2_3)

ID:(1890, 0)

Descripción

>Top

Cuando el número de Reynolds está entre 5 y 40, el flujo muestra la formación de dos torbellinos detrás de la esfera:

Flujo en torno a una esfera para numero de Reynold entre 5 y 40 (https://aerospaceengineeringblog.com/how-quickly-do-gas-bubbles-rise-in-a-pint-of-beer/)

ID:(11058, 0)

Descripción

>Top

Cuando el número de Reynolds está entre 40 y 150, el flujo muestra la formación de torbellinos alternativos, dando lugar a lo que se conoce como una calle de Karman:

Flujo en torno a una esfera para numero de Reynold entre 40 y 150 (https://www.researchgate.net/publication/303369967_Experimental_investigation_of_low_mode_number_cylinders_subjected_to_vortex-induced_vibrations)

ID:(11059, 0)

Descripción

>Top

Cuando el número de Reynolds se encuentra entre 150 y 3E+5, el flujo muestra un nivel considerable de caos dentro de una estructura macroscópica:

Flujo en torno a una esfera para numero de Reynold entre 150 y 3E+5 ()

ID:(11060, 0)

Descripción

>Top

Cuando el número de Reynolds supera los 3E+5, se comienza a formar una zona caótica detrás de la esfera en la que ya no se pueden reconocer torbellinos claramente (o estos tienen dimensiones muy pequeñas).

Flujo en torno a una esfera para numero de Reynold mayores de 3E+5 (https://www.pinterest.cl/pin/514888169895997311/)

ID:(11061, 0)