Punto de estancamiento

Donde la velocidad de un fluido es cero

Fotografía que muestra el punto de estancamiento y el vórtice adjunto en la unión entre la raíz del ala y el fuselaje sin carenar en un planeador Schempp -Hirth Janus C

En dinámica de fluidos , un punto de estancamiento es un punto en un campo de flujo donde la velocidad local del fluido es cero. ^{[1] : § 3.2} Un ejemplo abundante, aunque sorprendente, de tales puntos parece aparecer en todos los casos, excepto en los más extremos, de dinámica de fluidos en la forma de la " condición de no deslizamiento "; la suposición de que cualquier porción de un campo de flujo que se extiende a lo largo de algún límite no consta más que de puntos de estancamiento (la cuestión de si esta suposición refleja la realidad o es simplemente una conveniencia matemática ha sido un tema continuo de debate desde que se estableció el principio). La ecuación de Bernoulli muestra que la presión estática es mayor cuando la velocidad es cero y, por lo tanto, la presión estática está en su valor máximo en los puntos de estancamiento: en este caso, la presión estática es igual a la presión de estancamiento . ^{[2] [1] : § 3.5}

La ecuación de Bernoulli aplicable al flujo incompresible muestra que la presión de estancamiento es igual a la presión dinámica más la presión estática. La presión total también es igual a la presión dinámica más la presión estática, por lo que, en flujos incompresibles, la presión de estancamiento es igual a la presión total. ^{[1] : § 3.5} (En flujos compresibles , la presión de estancamiento también es igual a la presión total siempre que el fluido que ingresa al punto de estancamiento se detenga isentrópicamente .) ^{[1] : § 3.12}

Coeficiente de presión

Esta información se puede utilizar para demostrar que el coeficiente de presión en un punto de estancamiento es la unidad (positivo): ^{[1] : § 3.6} ${\displaystyle C_{p}}$

${\displaystyle C_{p}={p-p_{\infty } \over q_{\infty }}}$

dónde:

${\displaystyle C_{p}}$es el coeficiente de presión

${\displaystyle p}$es la presión estática en el punto en el que se evalúa el coeficiente de presión

${\displaystyle p_{\infty }}$es la presión estática en puntos alejados del cuerpo ( presión estática de corriente libre )

${\displaystyle q_{\infty }}$es la presión dinámica en puntos alejados del cuerpo (presión dinámica de corriente libre)

La presión de estancamiento menos la presión estática de flujo libre es igual a la presión dinámica de flujo libre; por lo tanto, el coeficiente de presión en los puntos de estancamiento es +1. ^{[1] : § 3.6} ${\displaystyle C_{p}}$

condición de kutta

En un cuerpo aerodinámico completamente sumergido en un flujo potencial , hay dos puntos de estancamiento: uno cerca del borde de ataque y otro cerca del borde de salida. En un cuerpo con una punta afilada, como el borde de salida de un ala , la condición de Kutta especifica que en ese punto se ubica un punto de estancamiento. ^[3] La línea de corriente en un punto de estancamiento es perpendicular a la superficie del cuerpo.

Ver también

• Flujo de punto de estancamiento

Notas

1. Clancy, LJ (1975), Aerodinámica , Pitman Publishing Limited, Londres. ISBN  0-273-01120-0
2. Zorro, RW; McDonald, AT (2003). Introducción a la Mecánica de Fluidos (4ª ed.). Wiley. ISBN 0-471-20231-2.
3. Anderson, John D. (1984) Fundamentos de la aerodinámica , sección 4.5 McGraw-Hill Inc. ISBN 0-07-001656-9