Aerodinámica

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Aerodinámica
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Concepto:La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas y no un líquido, caso éste que se estudia en hidrodinámica.

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas y no un líquido, caso éste que se estudia en hidrodinámica

Introducción

En la solución de un problema aerodinámico normalmente se hace necesario el cálculo de varias propiedades del fluido, como pueden ser velocidad, presión, densidad y temperatura, en función de la posición del punto estudiado y el tiempo.

Modelizando el campo del fluido es posible calcular, en casi todos los casos de manera aproximada, las fuerzas y los momentos que actúan sobre el cuerpo o cuerpos sumergidos en el campo fluido. La relación entre fuerzas sobre un cuerpo moviéndose en el seno de un fluido y las velocidades viene dada por los coeficientes aerodinámicos. Existen coeficientes que relacionan la velocidad con las fuerzas y coeficientes que relacionan la velocidad con el momento. Conceptualmente los más sencillos son los primeros, que dan la fuerza de sustentación L, la resistencia aerodinámica D y fuerza lateral Y en términos del cuadrado de la velocidad (V2), la densidad del fluido (ρ) y el área transversal (St):

En la solución de un problema aerodinámico normalmente se hace necesario el cálculo de varias propiedades del fluido, como pueden ser velocidad, presión, densidad y temperatura, en función de la posición del punto estudiado y el tiempo.

Modelizando el campo del fluido es posible calcular, en casi todos los casos de manera aproximada, las fuerzas y los momentos que actúan sobre el cuerpo o cuerpos sumergidos en el campo fluido. La relación entre fuerzas sobre un cuerpo moviéndose en el seno de un fluido y las velocidades viene dada por los coeficientes aerodinámicos. Existen coeficientes que relacionan la velocidad con las fuerzas y coeficientes que relacionan la velocidad con el momento. Conceptualmente los más sencillos son los primeros, que dan la fuerza de sustentación L, la resistencia aerodinámica D y fuerza lateral Y en términos del cuadrado de la velocidad (V2), la densidad del fluido (ρ) y el área transversal (St):

Coeficiente de sustentaciónCo-resistencia.png


Coeficiente de resistenciaCo-sustentacion.png


Coeficiente de fuerza lateral {C_Y}=\frac{Y} {\frac{1}{2}\rho V^2 S_t}

Debido a la complejidad de los fenómenos que ocurren y de las ecuaciones que los describen, son de enorme utilidad tanto los ensayos prácticos (por ejemplo ensayos en túnel de viento) como los cálculos numéricos de la aerodinámica numérica

Problemas aerodinámicos

Se han establecido varias clasificaciones, entre las cuales hay que destacar:

  • según su aplicación: aerodinámica aeronáutica (o simplemente aerodinámica) y aerodinámica civil
  • según la naturaleza del fluido: compresible e incompresible
  • según el número de Mach característico del problema:

o subsónico (M<1: subsónico incompresible M<0,3y subsónico compresible M<0,8) o transónico (M cercano a 1) o supersónico (M>1) o hipersónico (M>6).[1

Fuente

Física para todos