martes, 6 de marzo de 2012

Nociones básicas de aerodinámica. Cuerpo aerodinámico

Para entender que significa que un cuerpo sea aerodinámico lo que debemos hacer es ver qué fuerzas actúan sobre un cuerpo y qué relación tienen con la forma del mismo.
Cuando hablamos de cuerpo aerodinámico la primera idea que nos viene a la cabeza es la del coeficiente aerodinámico, o coeficiente de arrastre si lo definimos más concretamente.
Resulta que la fuerza que ejerce el aire en oposición al movimiento de un cuerpo tiene relación con la velocidad, la densidad, y el área que se opone al movimiento de la forma:
Ese coeficiente de arrastre es un coeficiente general del cuerpo y que nos va a servir para explicar los factores que lo modifican.
Un cuerpo más aerodinámico cuanto menor sea el coeficiente de arrastre, ya que la fuerza que ejercerá el aire será menor si vamos a la misma velocidad y el área es la misma.

Ahora vamos a centrarnos en el coeficiente de arrastre, ya que como hemos dicho es la relación entre la fuerza y otros parámetros. Existen dos motivos por los cuales un cuerpo experimenta el arrastre y son fenómenos reales.
- El primero es el rozamiento con el aire. Es bastante simple y evidente que cuanto mayor sea el cuerpo mayor será la fuerza de rozamiento que experimentamos.
- El segundo motivo será el gradiente de presiones que aparece alrededor del cuerpo debido al movimiento, por el mismo principio que un avión experimenta sustentación en la dirección vertical experimenta oposición al movimiento en la dirección horizontal. El aire permanece estático en la parte frontal del cuerpo a una elevada presión mientras que en la parte trasera la presión es muy inferior.
Este fenómeno se denomina estelas producidas por el desprendimiento de la capa límite.
Así una elevada presión posterior y una baja presión trasera empujan el cuerpo a detenerse.
El estudio de la capa límite es una de las partes más interesantes en el estudio de la mecánica de fluidos pero podemos resumir a efectos prácticos que el desprendimiento se produce en cambios bruscos de forma, cambios de sección acusados, etc.

Existen cuerpos tales como el perfil de las alas de avión que presentan un coeficiente de arrastre muy bajo. Esto se debe a que son un equilibrio perfecto entre la reducción de la longitud expuesta al rozamiento y el gradiente de presiones que es el efecto más significativo.
Cuanto más aerodinámico es un cuerpo, más alejado estará el desprendimiento de la capa límite y menor será la parte con presiones negativas que generan la mayor parte de la fuerza de arrastre.





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