Flux de Taylor-Couette
From Wikipedia, the free encyclopedia
En dinàmica de fluids, el flux de Taylor–Couette consisteix en un fluid confinat en l'espai entre dos cilindres en rotació. Per velocitats angulars baixes, measurades pel nombre de Reynolds Re, el flux és estacionari i purament azimutal. Aquest flux laminar és conegut com el flux de Couette, després que Maurice Marie Alfred Couette utilitzés aquest dispositiu experimental per mesurar la viscositat. Sir Geoffrey Ingram Taylor va investigar l'estabilitat del flux de Couette en un article innovador que ha esdevingut una pedra angular en el desenvolupament de la teoria d'estabilitat hidrodinàmica.[1]
Taylor va demostrar que quan la velocitat angular del cilindre interior augmenta per sobre d'un cert límit, el flux de Couette esdevé no estacionari i emergeix un estadi estacionari secundari caracteritzat per vòrtices toroidals axisimètrics, coneguts com a flux de vòrtex de Taylor. Augmentar posteriorment la velocitat angular del cilindre fa sotmetre el sistema a una progressió d'inestabilitats de complexitat espaciotemporal més elevada, arribant al següent estat que es coneix com a flux de vòrtex ondulat. Si els dos cilindres giren en sentits oposats, llavors sorgeix el flux de vòrtex espiral. Més enllà d'un cert nombre de Reynolds comencen a haver-hi turbulències.
El flux de Couette circular té diverses aplicacions que van de la dessalinització a la magnetohidrodinàmica i també en anàlisi viscosimètrica. A més, quan el líquid pot fluir en l'espai anular de dos cilindres en rotació juntament amb l'aplicació d'un gradient de pressió llavors sorgeix el flux de Taylor-Dean. Règims de flux diferent han estat categoritzats al llarg dels anys inclosos els vòrtexs de Taylor retorçats, contorns de sortida ondulats, etc. Ha estat un flux molt investigat i documentat en dinàmica de fluids.[2]