La definición de isotropía en Wikipedia es uniformidad en todas las orientaciones; se deriva del griego isos (ἴσος, "igual") y tropos (τρόπος, "camino"). Las definiciones precisas dependen del área temática. Las excepciones o desigualdades se indican con frecuencia con el prefijo an, de ahí la anisotropía. La anisotropía también se usa para describir situaciones en las que las propiedades varían sistemáticamente, dependiendo de la dirección. Con base en esa definición, ¿puede definir en el contexto del campo de la mecánica de fluidos el flujo de fluido isotrópico y anisotrópico? ¿Cuál es la diferencia entre ellos?
Un flujo es isotópico si los tres componentes principales del tensor de velocidad de deformación son todos iguales. Esto correspondería a una expansión o compresión puramente volumétrica del fluido.
Imagina que estás sentado en un punto de un flujo y todo está congelado a tu alrededor. Miras hacia adelante, luego a tu izquierda, luego a tu derecha. Si el flujo se ve igual en cada dirección*, es isotrópico.
Por otro lado, si miras a la izquierda y es muy diferente de lo que ves cuando miras hacia adelante, es anisotrópico.
* ¿Qué significa que un flujo "se vea igual"? Bueno, eso depende. Pero para un flujo turbulento, generalmente significa que tiene las mismas estadísticas en el espacio cuando considera todos los puntos a lo largo de la dirección en la que está mirando.
A veces es más obvio cuando piensas en lo que no es isotrópico: imagina que estás parado en la pared de un canal (dentro de la capa límite) mientras el flujo pasa a tu lado. Si mira paralelo a la pared, probablemente sea estadísticamente similar en todas las direcciones paralelas a la pared. Pero, si miras hacia arriba (normal a la pared), obviamente no es lo mismo que las direcciones paralelas. Hay un gradiente de velocidad y un gran cambio en la vorticidad. En este caso, el flujo es anisotrópico: las estadísticas normales a la pared no se ven igual que las paralelas a la pared.