Fluidos Ludwig Prandtl

Fluidos Ludwig Prandtl
Hace mucho tiempo a mediados del siglo 287 – 212 A.C., Arquímedes fue unos de los primeros investigadores en presentar algunas ideas básicas de los fluidos estáticos originando una gran inquietud hacia la investigación de los fluidos. Con base en esto Isaac Newton con una maravillosa compresión matemática y física del flujo líquido, inicio a realizar estudios de modo quededicó el libro 11 del Principio Matemático exclusivamente a la observación detenida de dinámica de fluidos y líquidos estáticos. Finalmente Euler a través de los estudios logró consolidar el concepto de la descripción matemática de un caudal de fluidos, generando y creando el estudio específico de los fluidos, la cual se basaba en la descripción en términos de fluidos las variables influyentespara obtener el cálculo, tales como la presión, velocidad entre otras. Mediante la aplicación de los principios básicos de conservación de masas y la segunda ley de Newton, Euler tuvo la idea de tomar en cuenta las leyes y acoplarlas sabiendo que eran de gran importancia siendo ecuaciones diferenciales en derivadas parciales no lineales en los campos de presión y velocidad. Aunque estasecuaciones fueron un gran avance teórico en la dinámica de fluidos no era suficiente ya que en las soluciones prácticas era muy diferente. Euler no tomaba en cuenta el efecto de fricción, es decir cuando un elemento actuaba sobre el movimiento de fluidos. Mucho tiempo después Euler logro modificar las ecuaciones para incluir el efecto de fricción, lo que llevo a un sistema más complicado de las ecuacionesdiferenciales en derivadas parciales no lineales llamadas NavierStokes. Después de todo esto existió tal incapacidad para resolver las ecuaciones para casos de flujos más prácticos lo cual fue muy decepcionante para los investigadores interesados en el cálculo de la fuerza de corte por fricción sobre una superficie inmersa de un flujo. Esta problemática se agudizó con la invención del primeravión acuático, por tener la necesidad de calcular la sustentación y la resistencia de los aviones en los fluidos. Con el tiempo las investigaciones informaron que las distribuciones de presión podrían ser obtenidas con la ayuda de diversas aproximaciones, pero además se dice que la presión es menos complicada que el esfuerzo cortante, debido a que en el cálculo de la distribución de la presión, sepuede suponer que el flujo no es viscoso o que no haya un rozamiento, en cambio el cálculo de la distribución del esfuerzo cortante requiere la inclusión de la fricción interna y la consideración del flujo viscoso. Un investigador logro hablar y teorizar acerca de la capa límite, decía que la ausencia de deslizamiento en los efectos de la superficie de fricción solo se experimentaba en una capalímite, una región delgada cerca de la superficie; fuera de la capa limite, el flujo era esencialmente flujo no viscoso que fue estudiado al inicio de las investigaciones de los fluidos. En otras palabras, la capa límite es una región de gradientes de velocidad muy grandes. Y de acuerdo con la ley de esfuerzo cortante, esta dice que el esfuerzo cortante es proporcional al gradiente de velocidad. Losestudios indican que cuando la separación del flujo es extensa, el arrastre de presión es generalmente mucho mayor que la resistencia de la piel de fricción. Además dice que el tipo de flujo no viscoso externo que promueve la separación es un flujo que produce una presión negativa gradiente, en otras palabras, una presión creciente en la dirección del flujo. Ludwig Prandtl fue uno de los padres delestudio de los fluidos, la mayoría de conceptos dados fueron proporcionados y conceptualizados por él, Prandtl creo un artículo que habla que un flujo aerodinámico dinámico sobre un cuerpo que puede ser dividido en dos regiones, Prandtl dice que un flujo se divide en dos partes que interactúan entre sí, por un lado tenemos el "líquido libre", que trata de la fricción, de acuerdo con los...