Desprendimiento laminar
Introducción
La separación de capa límite o separación de flujo es un fenómeno de la dinámica de fluidos que se produce cuando se desprende de la superficie de un obstáculo la estela "Estela (rastro)") formada a su alrededor.[1] Es originada por un aumento local de la presión del fluido cuando su flujo se desacelera, como después de rebasar la sección más amplia de un cuerpo aerodinámico o al pasar por un conducto que se ensancha.
Condiciones generales
Siempre que haya un movimiento relativo entre un fluido y una superficie sólida, ya sea externamente alrededor de un cuerpo, o internamente en un conducto de sección cerrada, existe una capa límite presente en la capa cercana a la superficie del fluido, ligada al efecto de su viscosidad. Las capas límite pueden ser laminares o turbulentas. Se puede realizar una evaluación razonable de si la capa límite será laminar o turbulenta calculando el número de Reynolds de las condiciones de flujo local.
El movimiento de un fluido en contra de una presión creciente se conoce como flujo contra un gradiente de presión adverso. En estas condiciones, la capa límite se separa cuando el fluido ha avanzado lo suficiente como para que su velocidad con respecto a la superficie se haga cero e invierta el sentido de su movimiento.[2][3] El flujo se desprende de la superficie y toma la forma de torbellinos "Torbellinos (dinámica de fluidos)") y vórtices. Una vez que se ha separado, el fluido ejerce una presión constante sobre la superficie, en lugar de una presión que aumenta continuamente si aún está adherido.[4] En aerodinámica, la separación del flujo da como resultado una sustentación reducida y un aumento del arrastre parásito, causado por el diferencial de presión entre las superficies delantera y trasera del objeto. Provoca ondas de impacto en las estructuras de los aviones y en las superficies de control. En los conductos internos la separación provoca una disminución del caudal circulante, así como vibraciones en las palas de la maquinaria y mayores pérdidas (menor eficiencia) en las tomas de admisión y en los compresores. Se ha dedicado mucho esfuerzo e investigación al diseño de los contornos de las superficies en aerodinámica y fluidodinámica, dotándolas de características que retrasan la separación del flujo y mantienen el flujo laminar durante el mayor tiempo posible. Ejemplos conocidos son el tejido de las pelotas de tenis, los hoyuelos de las bolas de golf, los turbuladores en un planeador (que inducen una transición temprana a un flujo turbulento); o los generadores de vórtices en los aviones.