Resumen

Se describen dos estudios experimentales de capas límite turbulentas. La primera se inició como parte de una búsqueda de un conocimiento más preciso de la estructura y el movimiento de los movimientos de remolinos a gran escala que parecen controlar la velocidad de arrastre del fluido no turbulento y que también pueden desempeñar un papel dominante en la capa de estrés constante. La técnica experimental depende de la medición de los productos medios de los diversos componentes de las velocidades de fluctuación en dos puntos separados del flujo, y de una comparación de las mediciones con las esperadas de la presencia de hipotéticas estructuras de remolinos simples. Dentro de la capa interna de esfuerzo constante, las mediciones son consistentes con la aparición irregular de chorros casi bidimensionales, dirigidos hacia el exterior desde la capa viscosa y de longitud comparativamente larga e indeterminada en la dirección del flujo medio. En la parte exterior de la capa, el movimiento dominante a gran escala parece ser chorros de fluido turbulento que pueden surgir de la liberación de las tensiones de anisotropía Reynolds establecidas por el movimiento de corte en el límite libre. Se discute la conexión entre estos resultados y la hipótesis de similitud de la pared («ley de la pared»).

La segunda parte se refiere a la capa límite en una placa plana de relación de aspecto finita, en particular el flujo en la vecindad inmediata del borde libre paralelo a la corriente y su efecto en la capa límite en su conjunto. Las mediciones incluyen velocidades medias, intensidades turbulentas y fricción de superficie local. Para un flujo completamente turbulento en números efectivos de Reynolds de más de un millón, se encuentran remolinos bien desarrollados con sus ejes paralelos al borde y uno a cada lado de la placa. Estos son causados por el flujo cruzado que debe surgir si una capa límite está limitada por un borde libre como consecuencia de la desigualdad bien conocida de las tensiones de Reynolds normales en una capa límite. Las mediciones con números de Reynolds más bajos muestran que el flujo laminar cerca del borde se vuelve inestable con un número de Reynolds más bajo que el resto de la capa y puede volverse turbulento antes de que el resto del flujo sea de alguna manera inestable. La interacción entre las dos partes del flujo tiene algunas características muy interesantes y se espera que estos experimentos puedan ayudar en la interpretación de mediciones recientes de fricción de piel «turbulenta» en placas planas con números de Reynolds muy bajos.

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