Número de Strouhal

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Número de Strouhal en función del número de Reynolds para un cilindro largo.

En análisis dimensional, el número de Strouhal(St) es un número adimensional que describe el comportamiento oscilatorio de un flujo. Este parámetro toma su nombre del físico checo Vincenc Strouhal, quien experimentó en 1878 con el desprendimiento de vórtces en alambres.[1] [2] El número de Strouhal es un parámetro fundamental en la mecánica de fluidos.

Fórmula[editar]

El número de Strouhal suele escribirse de la siguiente manera:

 \mathrm{St}= {f L\over U},

donde f es la frecuencia del desprendimiento de vórtices, L es la longitud característica (por ejemplo, el diámetro hidráulico) y U es la velocidad del flujo. En ciertos casos, la longitud característica es la amplitud de la oscilación. Escogiendo así la longitud característica se presenta la distinción entre el número de Strouhal y la frecuencia reducida.

 \mathrm{St}= {k a\over \pi c},

donde k is la frecuencia reducida y a es la amplitud de la oscilación.

Para valores altos del número de Stouhal (del orden de 1), el flujo es dominado por la viscosidad. Para valores bajos (del orden de 10-4 y menores), la parte cuasi estable del flujo (de alta velocidad) domina la oscilación. Los valores intermedios del número de Strouhal se caracterizan por la aparición de vórtices.[3]

Para esferas en un flujo uniforme en el rango del número de Reynolds 800 < Re < 200 000 coexisten dos valores del número de Strouhal: uno asociado a la baja frecuencia de la inestabilidad a gran escala de la estela (independiente del número de Reynolds) cuyo valor es aproximadamente 0,2; y otro asociado a la inestabilidad a pequeña escala de la separación de la capa límite.[4] [5]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Strouhal, V. (1878) "Ueber eine besondere Art der Tonerregung" (Sobre un tipo inusual de excitación sonora), Annalen der Physik und Chemie, Tercera serie, 5 (10) : 216–251.
  2. White, Frank M. (1999). Fluid Mechanics (4th edición). McGraw Hill. ISBN 0-07-116848-6. 
  3. Sobey, Ian J. (1982). «Oscillatory flows at intermediate Strouhal number in asymmetry channels». Journal of Fluid Mechanics 125: 359–373. Bibcode:1982JFM...125..359S. doi:10.1017/S0022112082003371. 
  4. Kim, K. J.; Durbin, P. A. (1988). «Observations of the frequencies in a sphere wake and drag increase by acoustic excitation». Physics of Fluids 31 (11): 3260–3265. Bibcode:1988PhFl...31.3260K. doi:10.1063/1.866937. 
  5. Sakamoto, H.; Haniu, H. (1990). «A study on vortex shedding from spheres in uniform flow». Journal of Fluids Engineering 112 (December): 386–392. Bibcode:1990ATJFE.112..386S. doi:10.1115/1.2909415.