Modelos de catástrofe del flujo alrededor de objetos sumergidos

Abstract

En la mecánica de fluidos existen diversos fenómenos que exhiben un comportamiento histerético y con cambios súbitos, no sólo de orden cuantitativo sino también cualitativos. Tales fenómenos pueden ser representados y explicados mediante la teoría de la catástrofe, que permite explicar este tipo de respuesta observada en algunos sistemas físicos. En este artículo se demuestra analíticamente que el flujo alrededor de cilindros sumergidos en un flujo constituye una catástrofe del tipo en pliegue. Ampliando este resultado, ahora con un enfoque semi-empírico, se puede demostrar que el flujo alrededor de cilindros y esferas con rugosidad se puede representar mediante una geometría de catástrofe tipo cúspide. Ambos resultados respaldan la hipótesis de que el flujo alrededor de objetos sumergidos en líquidos se puede modelar mediante geometrías de catástrofe y explicar así la ocurrencia de bifurcación, bimodalidad, saltos bruscos e histéresis.