Separación de la capa límite

[1]​ Es originada por un aumento local de la presión del fluido cuando su flujo se desacelera, como después de rebasar la sección más amplia de un cuerpo aerodinámico o al pasar por un conducto que se ensancha.Siempre que haya un movimiento relativo entre un fluido y una superficie sólida, ya sea externamente alrededor de un cuerpo, o internamente en un conducto de sección cerrada, existe una capa límite presente en la capa cercana a la superficie del fluido, ligada al efecto de su viscosidad.En estas condiciones, la capa límite se separa cuando el fluido ha avanzado lo suficiente como para que su velocidad con respecto a la superficie se haga cero e invierta el sentido de su movimiento.Una vez que se ha separado, el fluido ejerce una presión constante sobre la superficie, en lugar de una presión que aumenta continuamente si aún está adherido.En los conductos internos la separación provoca una disminución del caudal circulante, así como vibraciones en las palas de la maquinaria y mayores pérdidas (menor eficiencia) en las tomas de admisión y en los compresores.Se ha dedicado mucho esfuerzo e investigación al diseño de los contornos de las superficies en aerodinámica y fluidodinámica, dotándolas de características que retrasan la separación del flujo y mantienen el flujo laminar durante el mayor tiempo posible.La inversión del flujo es causada principalmente por el gradiente de presión adverso impuesto en la capa límite por la teoría de flujo potencial exterior.sobre la superficie, que a su vez está directamente relacionado con la presión y su gradiente por la forma diferencial del principio de Bernoulli,que es la misma que la ecuación del momento para el flujo no viscoso externo.Por el contrario, la resistencia a la separación de una capa límite laminar es independiente del número de Reynolds, un hecho algo contrario a la intuición.La separación se produce debido a un gradiente de presión adverso que se encuentra a medida que el flujo se expande, lo que provoca una región extendida de flujo separado.A medida que el flujo avanza corriente abajo, finalmente alcanza un estado de equilibrio y no se produce flujo inverso.En el caso de las aspas aerodinámicas, la modificación del campo de presión da como resultado un aumento del arrastre parásito y, si es lo suficientemente grave, también dará como resultado la entrada en pérdida y la reducción de la sustentación, ambos fenómenos indeseables.Para conductos, la separación del flujo produce un aumento de las pérdidas y fenómenos de retención como la cavitación, fenómenos también perjudiciales.El desprendimiento de vórtices produce una fuerza oscilante que puede provocar vibraciones en la estructura.Estas vibraciones podrían producirse y reflejarse a diferentes frecuencias en función de su origen en cuerpos sólidos o en los fluidos que los rodean, pudiendo amortiguar o amplificar los fenómenos de resonancia.