Vorticidad



La vorticidad es una magnitud física empleada en mecánica de fluidos y en el mundo meteorológico para cuantificar la rotación de un fluido, continuaremos definiendo vortice.

Vortice:

Un vórtice es un flujo turbulento en rotación espiral con trayectorias de corriente cerradas. Como vórtice puede considerarse cualquier tipo de flujo circular o rotatorio que posee vorticidad. La vorticidad es un concepto matemático usado en dinámica de fluidos que se puede relacionar con la cantidad de circulación o rotación de un fluido. La vorticidad se define como la circulación por unidad de área en un punto del flujo.

El movimiento de un fluido se puede denominar solenoidal si el fluido gira en círculo o en hélice, o de forma general si tiende a rotar en torno a un eje.


La vorticidad en fluidos no viscosos

En los fluidos ideales (no viscosos e incompresibles) la vorticidad adquiere fundamental importancia. A pesar de que en ellos la ausencia de viscocidad impide la difusión de vorticidad, es posible encontrar regiones singulares extremadamente compactas donde la vorticidad es infinitamente intensa. Ejemplos de estas regiones son los vórtices y las láminas vorticosas. Estas regiones singulares son empleadas en numerosos estudios de aerodinámica, como por ejemplo el de los perfiles alares Zhukovsky, y el método de Prandtl–Glauert.

La vorticidad y el campo de movimiento

Para fluidos estrictamente incompresibles, ya sean viscosos o no viscosos, existe una relación muy estrecha entre la vorticidad y el campo de movimiento definida por la ecuación integral de Tompson-Wu. Esta relación tiene un gran valor ya que permite evaluar el campo de movimiento a partir del campo de vorticidad, que es nulo en la mayor parte del dominio. La ecuación de Tomson-Wu aplicada a segmentos de vórtice en fluidos no viscosos adquiere la forma de la ecuación de Biot y Savart (Biot–Savart law). Estas dos ecuaciónes son empleadas en diversos métodos aerodinámicos como por ejemplo el "método inestacionario de la red de vórtices".