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Analogía entre la transición de flujo de turbulento a desprendimiento de vórtices en fluidos y la transición de fallo dúctil a frágil en sólidos

Autores: Carpinteri, Alberto; Niccolini, Gianni; Accornero, Federico

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Analogía entre la transición de flujo de turbulento a desprendimiento de vórtices en fluidos y la transición de fallo dúctil a frágil en sólidos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Mecánica de fluidos
Mecánica de fracturas
Problemas de singularidad
Campo de velocidad
Campo de esfuerzo cortante
Fenómenos de transición

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Al utilizar potenciales complejos, se arroja algo de luz sobre la analogía entre los problemas de singularidad que surgen en la mecánica de fluidos y en la mecánica de fracturas, en particular, aquellos que conciernen a los flujos irrotacionales planos alrededor de obstáculos afilados y la elasticidad plana en cuerpos agrietados. Se muestran aplicaciones a dos geometrías equivalentes: una placa delgada sumergida transversalmente en un flujo uniforme y una grieta sometida a un esfuerzo cortante uniforme fuera del plano en el infinito (Modo III). La coincidencia entre el campo de velocidad del fluido y el campo de esfuerzo cortante es consistente con la analogía hidrodinámica. Aparte del criterio de Reynolds para la transición natural de laminar a turbulento, se define un criterio de factor de intensidad de velocidad para predecir la transición forzada de flujo turbulento a desprendimiento de vórtices (flujo transicional forzado) generado por un obstáculo de placa transversal. Es interesante señalar que el factor de intensidad de velocidad presenta dimensiones físicas intermedias entre las de una velocidad y una viscosidad cinemática. Además, se demostrará que el tamaño afecta la ocurrencia de fenómenos transicionales naturales a forzados en fluidos, en una estricta analogía con las transiciones de falla dúctil a frágil dependientes de la escala en sólidos.

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