Deriva de Darwin – al final de la animación – debida al paso de una esfera rígida, según la teoría del flujo potencial . La línea azul oscuro es una línea de tiempo : una línea de parcelas de fluido seguida en el tiempo y deformada por el paso de la esfera. La línea de tiempo pasa por el eje de simetría del flujo. Los puntos naranjas son derivadores conectados por una línea de trayectoria , es decir, el camino que siguen las parcelas de fluido individuales cuando pasa la esfera. Tenga en cuenta que las parcelas de fluido también pueden moverse hacia arriba durante el paso del cuerpo. Puede encontrar una versión más grande de esta animación aquí (15 MB), que muestra, por ejemplo, líneas de corriente .
En dinámica de fluidos , la deriva de Darwin se refiere al fenómeno por el cual una porción de fluido se desplaza permanentemente después del paso de un cuerpo a través de un fluido, estando el fluido en reposo lejos del cuerpo.
Consideremos un plano de parcelas de fluido perpendicular a la dirección del vector de velocidad constante del cuerpo , mucho antes del paso del cuerpo. Durante el paso del cuerpo, las parcelas de fluido se mueven, de acuerdo con su movimiento de Lagrange . Mucho después del paso del cuerpo, las parcelas de fluido se desplazan permanentemente. El volumen entre el plano inicial de las parcelas de fluido y la superficie que consiste en las posiciones de las parcelas mucho después del paso del cuerpo se llama volumen de deriva de Darwin .
El fenómeno recibe su nombre de Sir Charles Galton Darwin , quien demostró en 1953 que el volumen de deriva multiplicado por la densidad del fluido es igual a la masa añadida del cuerpo, [1] conocido como el teorema de Darwin . [2] [3]
Como lo demostraron Eames y McIntyre en 1999, la deriva de Darwin (por el paso de un cuerpo a través de un fluido que de otro modo estaría en reposo) y la deriva de Stokes (en el movimiento del fluido asociado con las ondas superficiales ) están estrechamente relacionadas. [4]
Benjamin, T. Brooke (1986). "Nota sobre masa añadida y deriva". Journal of Fluid Mechanics . 169 : 251–256. Bibcode :1986JFM...169..251B. doi :10.1017/S0022112086000617. S2CID 121871172.
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Falkovich, G. (2011). "§1.3.4 Momento cuasi-momentum y masa inducida". Mecánica de fluidos (Un curso breve para físicos) . Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-00575-4.
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Yih, Chia-Shun (1997). "Evolución de la deriva darwiniana". Journal of Fluid Mechanics . 347 (1): 1–11. Bibcode :1997JFM...347....1Y. doi :10.1017/S002211209700654X. S2CID 120543104.
