Similitud

SIMILITUD.

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La similitud es el estudio de la predicción de las condiciones de un prototipo a partir de observaciones realizadas con modelos. La similitud es el fundamento de la modelación física. Se emplea cuando:

✓ No es posible o no resulta práctico tratar de obtener una solución analítica o numérica.

✓ No es practicable realizarlas con un prototipo aescala natural, sea porque es demasiado grande o demasiado pequeño.

Los líquidos son deformables a un fragmento ilimitado, y a la producción en tiempo a las fuerzas muy pequeñas del disturbio. Por lo tanto, sus movimientos son con frecuencia muy complejos, y las configuraciones de fluidos algo directamente uniformes del flujo pueden producir campos del flujo con las soluciones no triviales quevisualizan dinámicas muy complicadas.

La mecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de fluidos en movimiento. El término de hidrodinámica

se aplica al flujo de líquidos o al flujo de los gases a baja velocidad, en el que puede considerarse que el gas esesencialmente incompresible. La aerodinámica, o dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los cambios de velocidad y presión son suficientemente grandes para que sea necesario incluir los efectos de compresibilidad.

TIPOS DE SIMILITUD.

✓ Similitud geométrica.

✓ Similitud dinámica.

✓ Similitud cinemática y dinámica.

SIMILITUD GEOMÉTRICA.

Consideredos flujos, que se designaran como modelo y prototipo, mientras que el primero tiene, en general, dimensiones menores que el segundo y es el que reproduce en el laboratorio, el segundo representa la estructura real por construir.

La similitud geométrica implica, de un modo estricto, que sea igual la relación de todas las longitudes homologas en los dos sistemas. Esto es, si dentro de los flujosciertas dimensiones se seleccionan y además, se designan con p al

prototipo y con m al modelo, la similitud geométrica significaría.

Una consecuencia de la similitud geométrica exacta es que la relación de aéreas y volúmenes en ambos sistemas se puede expresar en términos del cuadrado y del cubo.

En algunos casos, es factible, que la similitud geométrica exista solo en lo que se refierea las dimensiones sobre planos horizontales y las dimensiones verticales pueden quedar distorsionadas con otra escala de líneas (como es el caso de los modelos de ríos o de puertos) donde el conservar la misma escala de líneas en las tres direcciones significaría tener tirantes muy pequeños en los modelos.

SIMILITUD DINAMICA.

El concepto básico de similitud dinámica puede establecerse comoun requisito para que dos sistemas, con fronteras geométricamente semejantes, tengan configuraciones de flujo geométricamente semejantes, en tiempos correspondientes.

Así, todas las fuerzas individuales que actúan sobre los elementos de masa de los correspondientes fluidos, pueden ser debidas o a una fuerza del cuerpo tal como el peso, en un campo gravitacional, a fuerzas superficiales,resultantes de los gradientes de presión, esfuerzos viscosos o la tensión superficial.

Entre dos sistemas semejantes geométrica y cinemáticamente existe semejanza dinámica si las relaciones entre las fuerzas homologas en modelo y prototipo son las mismas.

Las condiciones requeridas para la semejanza completa se obtienen a partir del segundo principio del movimiento de newton . Las fuerzas queactúan pueden ser cualquiera de las siguientes, o una combinación de las mismas: fuerzas viscosas, fuerzas debidas a la presión, fuerzas gravitatorias, fuerzas debidas a la tensión superficial y fuerzas elásticas.

SIMILITUD CINEMÁTICA Y DINÁMICA.

La similitud cinemática entre dos sistemas de flujo se interpreta como la semejanza entre líneas de corriente de ambos flujos, sin distorsión o con...