¿Cómo y por qué los vórtices de estela se unen para formar dos vórtices de punta?

La imagen en su pregunta es una simplificación excesiva. Tal vez esta foto de un MD-11 en un día húmedo ayude a ilustrar el punto:

También creo que no deberías llamar a los vórtices de estela "vórtices de punta". Los vórtices de la punta son una parte insignificante de todo el sistema de estela y se pueden ver en la imagen de arriba tanto en las alas como en la cola horizontal como líneas delgadas de condensación. Los vórtices de estela son el resultado de la vorticidad arrojada sobre la envergadura de las alas. Con los flaps listos para aterrizar, el MD-11 tiene un gran cambio en la circulación en las puntas de los flaps, por lo que aquí el desprendimiento se intensifica y se muestra como una línea gruesa de condensación. Hay más a izquierda y derecha de esa línea gruesa, pero no es visible porque el gradiente de circulación sobre el tramo es demasiado bajo para causar condensación en la estela (lo hace sobre el ala misma, debido a la baja presión en la parte superior). lado).

Tal vez sea mejor para entender el wake rollup si lo ve en un video. También debería ayudar a confirmar tu teoría :-). Uno bueno es a las 3:20 y nuevamente a las 5:40. Además, observe cómo cambia la estela cuando se activa el efecto suelo alrededor de las 4:00.

Tienes que pensar dónde la presión es más baja y dónde es más alta.

El ala fuerza el aire hacia abajo a lo largo de toda su envergadura, creando un área de baja presión sobre el ala y una alta presión debajo. El aire de mayor presión quiere entrar para llenar los vacíos de baja presión. El aire ambiental por encima y lejos del ala se mueve hacia abajo, hacia la zona de baja presión. Este aire acelerado provoca la sustentación y la corriente descendente.

En las puntas de las alas, además del aire ambiental arriba y abajo, el aire acelerado se encuentra con el aire ambiental del exterior , por lo que el aire ambiental se mueve hacia adentro, hacia la zona de baja presión. La alta presión debajo del ala empuja hacia afuera, hacia el aire ambiente. Esto provoca una rotación. La rotación es el comienzo del vórtice. Comienza en las puntas de las alas porque ese es el primer lugar donde puede ocurrir.

A medida que las alas se alejan, dejan una capa de baja presión detrás de ellas. La zona de baja presión empuja el aire ambiental hacia abajo y hacia adentro desde arriba, mientras que la alta presión empuja hacia abajo y hacia afuera en el aire ambiental. A medida que cada paquete de aire se mueve hacia los vacíos, el paquete detrás de él se mueve para llenar donde estaba, por lo que todo el proceso se expande hacia afuera ya que involucra un área más grande. La rotación que comenzó en las puntas de las alas se extiende hacia afuera creando la forma de embudo giratorio.

Puedes ver esto en la foto de abajo. A medida que los vórtices se propagan y la humedad de las estelas del motor queda atrapada en ellos, puedes ver cómo se mueven. Las estelas internas están siendo empujadas hacia abajo y hacia afuera. En la parte superior de la estela, los paquetes de aire están siendo jalados hacia adentro y hacia abajo hacia el vacío y el exterior está siendo jalado hacia arriba y alrededor para llenar donde quedaron los primeros paquetes. La hoja en el centro es el área de baja presión. La baja presión hace que el agua se condense en una fina niebla que se puede ver por el brillo cerca de la parte superior de la foto.

Al acercar la punta del ala, puede ver débilmente el vórtice que se forma en las puntas.