Estudio de la vorticidad en Turbulencia 2D con tecnicas Schlieren

M.I. AULIEL; G. O. ARTANA; P.D. MININNI

Villa Carlos Paz Cordoba

Congreso; 97 Reunion Nacional de la AFA; 2012

AFA

La turbulencia es ubicua en la naturaleza; se observa su manifestación en todas las escalas, desde los remolinos generados al revolver una taza de café hasta la formación de las galaxias.En sentido estricto, nunca se observó en la naturaleza, ni en el laboratorio, ya que ambos tienen algún grado de tridimensionalidad. No obstante, muchos aspectos de la turbulencia 2D idealizada parecen ser relevantes para los sistemas físicos. Por ejemplo, a gran escala, en el movimiento de la atmósfera y los océanos. Entonces en ciertos casos en el que movimiento posee una dirección predominante, la tercera dimensión puede ser ignorada, dependiendo de la relación de escalas espaciales transversales y verticales del flujo. Además esta restricción espacial produce la conservación del cuadrado de la vorticidad o enstrofía. En este trabajo damos cuenta del dispositivo experimental que vamos a utilizar para estudiar las propiedades estadísticas de la vorticidad de los flujos turbulentos bidimensionales. El montaje consiste en un sistema que genera un film o película de jabón en movimiento, llamado generalmente <<túnel de jabón>>. En su diseño se consideró un dispositivo gravitacionalmente impulsado de gran altura, mecanismos de regulación de la velocidad y calibración de distancias que permiten lograr una estabilidad y duración del film aceptables. Presentamos diferentes visualizaciones del escurrimiento dentro del film realizadas con la técnica Schlieren. Mediante el análisis espectral de Fourier se estudió la intensidad de las imágenes obtenidas y su vinculación con la vorticidad del flujo. De lo cual se concluyó que, a primer orden, en escala espacial, no presentan diferencia alguna. Este análisis supera a las técnicas conocidas actualmente, ya que suprime el cálculo y medición del campo de velocidades y las complicaciones que este posee.