¿Qué pasa con la forma de un perfil aerodinámico que hace que el aire fluya más rápido a su alrededor?

La forma de un perfil aerodinámico hace que el aire por encima del ala se mueva más rápido que por debajo del ala para permitir la diferencia en la presión del aire dictada por el principio de Bernoulli. Esto es lo que dicen muchas fuentes, pero todavía tengo que ver alguna explicación sobre la forma del perfil aerodinámico o por qué exactamente el aire se acelera por encima pero no por debajo del perfil aerodinámico. Si tuviera que asumir, ¿tal vez tendría algo que ver con la ley de conservación del impulso o la energía?

Si pudiera enviar alguna fuente, ¡también sería muy apreciada!

¿Ya has rojo esto ? Y para los efectos de compresibilidad, esto también podría ayudar. Por favor, hágame saber si eso deja preguntas abiertas.
El aire en la parte superior tiene que viajar más lejos.

Respuestas (1)

El flujo de un fluido viscoso se puede describir utilizando las ecuaciones de Navier-Stokes . Esto incluye describir el flujo de aire alrededor de un perfil aerodinámico. Su suposición sobre la conservación del impulso o la energía es correcta, ambos entran en la derivación de Navier-Stokes, junto con la conservación de la masa:

[Las ecuaciones de Navier-Stokes] describen cómo se relacionan la velocidad, la presión, la temperatura y la densidad de un fluido en movimiento. [...]

Las ecuaciones de Navier-Stokes consisten en una ecuación de continuidad dependiente del tiempo para la conservación de la masa , tres ecuaciones de conservación del momento dependientes del tiempo y una ecuación de conservación de la energía dependiente del tiempo .

( NASA , énfasis mío)

Dado que no existe una forma genérica de resolver analíticamente Navier-Stokes, normalmente se utilizan aproximaciones numéricas para derivar una solución (consulte Dinámica de fluidos computacional ). Al resolver el flujo alrededor de un ala, las soluciones muestran un flujo más rápido a una presión más baja sobre el ala y un flujo más lento a una presión más alta debajo del ala . Es posible que esta no sea la respuesta simple que está buscando, pero cualquier respuesta que no involucre matemáticas complejas generalmente simplifica demasiado algo.

Si bien tiene razón en que el principio de Bernoulli relaciona la velocidad del flujo y su presión, debe tener cuidado de no implicar causalidad a partir de esto:

Las explicaciones solo de Bernoulli implican que una diferencia de velocidad surge de causas distintas a la diferencia de presión, y que la diferencia de velocidad conduce a una diferencia de presión según el principio de Bernoulli. Esta causalidad unidireccional implícita es un concepto erróneo. La verdadera relación de causa y efecto entre la presión y la velocidad es recíproca.

( Wikipedia )

Para comprender por qué los perfiles aerodinámicos tienen la forma que tienen, le recomiendo que eche un vistazo a la página de la NASA sobre fuerzas aerodinámicas . Tienen una buena descripción de cómo se genera la fuerza total a partir de la diferencia de presión:

Fuerzas aerodinámicas

¡Muchas gracias! Entonces, solo para aclarar, mientras que muchas personas dicen que la razón de la diferencia de presión es el principio de Bernoulli (ya que la velocidad causa la variación de la presión), ¿es realmente la presión la que causa la variación de la velocidad? ¿O es una mezcla de ambos?
No, no es que uno esté causando al otro. La presión y la velocidad no son independientes, pero eso no implica que una esté causando la otra. Tanto la distribución de la presión como la de la velocidad son el resultado de cómo fluye el aire. Y este flujo se puede describir con Navier-Stokes (aunque no resuelto analíticamente).
¿Qué pasa con la forma de un perfil aerodinámico que hace que el aire fluya más rápido a su alrededor?
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