Aerodinámica

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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.

[editar] Introducción

En la solución de un problema aerodinámico normalmente se hace necesario el calculo 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 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 los momentos. Conceptuamente los más sencillos son los primeros, que dan la fuerza de sustentación <math>{L}</math>, la resistencia aerodinámica <math>{D}</math> y fuerza lateral <math>{Y}</math> en términos del cuadrado de la velocidad (V²), la densidad del fluido (ρ) y el área transversal (S_t):

Coeficiente de sustentación <math>{C_L}=\frac{L}{\frac {1}{2}\rho V^2 S_t}</math>
Coeficiente de resistencia <math>{C_D}=\frac{D}{\frac {1}{2}\rho V^2 S_t}</math>
Coeficiente de fuerza lateral <math>{C_Y}=\frac{Y} {\frac{1}{2}\rho V^2 S_t}</math>

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.

[editar] 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:
- subsónico (M<1: subsónico bajo M<0,5 y subsónico alto M<0,8)
- transónico (M cercano a 1)
- supersónico (M>1)
- hipersónico (M>6) <ref>En sentido estricto, la frontera entre supersónico e hipersónico no depende de la velocidad: se llama régimen hipersónico cuando se produce disociación de los elementos que forman el aire, aunque normalmente este fenómeno ocurre a altos números de Mach.</ref>.