La Ley de la Pared y la Constante de von Kármán: Un Debate Controversial en Curso
Autores: Heinz, Stefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La Ley de la Pared y la Constante de von Kármán: Un Debate Controversial en Curso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Descubrimiento
Ley de la pared
Ley logarítmica
Constante de von Kármán
Controversia
Universalidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El descubrimiento de la ley de la pared, la ley logarítmica que incluye la constante de von Kármán, se considera uno de los mayores logros de la mecánica de fluidos. Sin embargo, después de más de noventa años, todavía hay un debate controvertido sobre la validez y universalidad de la ley de la pared. En particular, la evidencia a favor de una ley logarítmica universal fue recientemente cuestionada por análisis de datos de la mayoría de las simulaciones numéricas directas (DNS) y resultados experimentales existentes, argumentando a favor de la no universalidad de la ley de la pared. El progreso futuro requiere resolver esta discrepancia: en ausencia de alternativas, se necesita una teoría confiable y universal que involucre la ley de la pared para proporcionar una guía esencial para la validación de la teoría, los métodos computacionales y los estudios experimentales de flujos de número de Reynolds muy alto. Este artículo presenta un análisis de los conceptos utilizados para derivar conclusiones controvertidas. Similar al análisis de las variaciones observadas de la constante de Kolmogorov, se muestra que la no universalidad es una consecuencia de conceptos de modelado simplificados, que conducen a modelos irrealizables. La realizabilidad implica universalidad: no hay necesidad de ajustar modelos simplificados a diferentes flujos.
Descripción
El descubrimiento de la ley de la pared, la ley logarítmica que incluye la constante de von Kármán, se considera uno de los mayores logros de la mecánica de fluidos. Sin embargo, después de más de noventa años, todavía hay un debate controvertido sobre la validez y universalidad de la ley de la pared. En particular, la evidencia a favor de una ley logarítmica universal fue recientemente cuestionada por análisis de datos de la mayoría de las simulaciones numéricas directas (DNS) y resultados experimentales existentes, argumentando a favor de la no universalidad de la ley de la pared. El progreso futuro requiere resolver esta discrepancia: en ausencia de alternativas, se necesita una teoría confiable y universal que involucre la ley de la pared para proporcionar una guía esencial para la validación de la teoría, los métodos computacionales y los estudios experimentales de flujos de número de Reynolds muy alto. Este artículo presenta un análisis de los conceptos utilizados para derivar conclusiones controvertidas. Similar al análisis de las variaciones observadas de la constante de Kolmogorov, se muestra que la no universalidad es una consecuencia de conceptos de modelado simplificados, que conducen a modelos irrealizables. La realizabilidad implica universalidad: no hay necesidad de ajustar modelos simplificados a diferentes flujos.