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ASPECTOS GENERALES DE LA TURBULENCIA
1.1 Flujo turbulento. Análisis dimensional
La turbulencia es un fenómeno físico muy frecuente en la naturaleza y en la
tecnología, y sin embargo, a pesar del esfuerzo dedicado por parte de muchos
científicos durante décadas, el por qué un fluido pasa en un determinado momento
de comportarse de una manera ordenada, con unas líneas de corriente bien definidas,
a ser un fluido con movimientos desordenados o incluso caóticos, no deja de ser
fuente de continuo estudio,
El concepto que predominaba hasta hace poco tiempo sobre los flujos
turbulentos, era el de un fluido cuya vorticidad se encontraba en un estado de caos
total. Sin embargo en los últimos años, se ha llegado a la evidencia de que los flujos
turbulentos con cortadura contienen estructuras o torbellinos, cuya descripción es
mucho más determinista de lo que se había pensado. Estas estructuras, que son
responsables del transporte turbulento y la producción de ruido, se caracterizan por
la existencia de una componente organizada de la vorticidad que está correlacionada
en fase, y que subyace bajo las fluctuaciones tridimensionales de vorticidad, propias
de una turbulencia desarrollada (Roshko, 1976). La presencia de movimientos
organizados de gran escala en flujos turbulentos de cortadura libre, ya intuidos por
la hipótesis de la longitud de mezcla, fué sugerido por primera vez por Townsend
(1956) e investigado en detalle por Grant (1958). Una descripción más detallada de
este tipo de estructuras en chorros axilsimétricos se presenta en el apartado (1.4).
El movimiento turbulento es fuertemente rotacional y el recorrido de los
elementos fluidos es extremadamente tortuoso, incluso cuando el fluido en su
conjunto se mueva de forma estacionaria. Según el criterio de Reynolds, que intentó
reducir el problema de solucionar las ecuaciones de Navier-Stokes para variables
aleatorias o instantáneas, a la tarea más sencilla de encontrar las cantidades medias,
se puede suponer que el flujo turbulento consiste de un movimiento medio,
relativamente simple, sobre el que se superpone un movimiento secundario de
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