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Un modelo de vórtice tipo Burgers de orden reducido con precesión giroscópica impulsada por cizallamiento

Autores: Mouhali, Waleed

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2026

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Acceso abierto

Artículo científico
2026

Un modelo de vórtice tipo Burgers de orden reducido con precesión giroscópica impulsada por cizallamiento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Lento
Precesión giroscópica
Vórtice
Errante
Número de precesión
Dispersión lagrangiana

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El movimiento lateral lento y la oscilación tipo trocoide se observan comúnmente en vórtices atmosféricos intensos, sin embargo, la mayoría de los modelos de vórtices de orden reducido asumen un eje fijo o representan el movimiento del centro como puramente advectivo. En este trabajo, proponemos un marco mínimo de orden reducido en el que se introduce la precesión giroscópica lenta como un grado de libertad explícito superpuesto a un núcleo de vórtice que rota rápidamente. El vórtice se representa mediante un campo de velocidad tipo Burgers-Rott con una tasa de estiramiento y circulación dependientes del tiempo, mientras que el centro del vórtice experimenta un movimiento de precesión lento gobernado por una tasa dependiente del tiempo Ohmp(t). La evolución de los parámetros del vórtice está acoplada a la variabilidad ambiental a través de leyes de relajación simples impulsadas por diagnósticos estándar a gran escala, incluyendo energía potencial convectiva disponible, cizalladura vertical y vorticidad de fondo. Se utiliza un análisis solo de seguimiento de los datos de la mejor trayectoria de ciclones tropicales para restringir el régimen dinámico apropiado a la escala de la trayectoria, indicando que la oscilación del centro observada ocurre típicamente en un límite de precesión lenta P = Ohmp/c1. Las demostraciones numéricas en configuraciones similares a ciclones muestran que, a pesar de la pequeñez del número de precesión, el desplazamiento lateral acumulativo y la dispersión lagrangiana mejorada pueden desarrollarse a lo largo de la vida del vórtice. El marco propuesto está destinado a ser un modelo de orden reducido como prueba de concepto que aísla el papel de la precesión débil forzada por el medio ambiente en la modulación de la oscilación y el transporte del vórtice, y complementa estudios numéricos y observacionales más detallados.

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