Analisis dimensional: contribuciones de Bertrand, Vaschy y Buckingham

En este post queria dejarles el link a las publicaciones originales de Bertrand, de Vaschy y de Buckingham acerca del teorema Pi que discutimos en clase, para aquellos que deseen leer acerca del analisis dimensional de primera mano.

Les dejo aqui el link al articulo de Bertrand, titulado “Sobre la homogeneidad (dimensional) en las formulas de la fisica”, y publicado en 1878 en los Comptes Rendus de las Sesiones de la Academia de Ciencias francesa; aqui el link al articulo de Vaschy publicado en los Annales Télégraphiques (en 1892) y aquí el artículo de Buckingham, publicado en el Physical Review en 1914. En este ultimo, el autor estudia con generalidad la física de sistemas similares e ilustra con varios ejemplos interesantes el uso del análisis dimensional en diversas ramas de la física. Entre los casos que encontrarán analizados se cuentan la densidad de energía de un campo electromagnético y la radiación de un electrón acelerado. Si! Segun les comenté en nuestra ultima clase, el analisis dimensional no es una herramienta exclusiva de la dinamica de fluidos, sino que es transversal a toda la fisica.

Espero que les sirva.

Fuerza de sustentacion (lift) sobre las alas de avion

“La explicación más extendida del empuje es común, rápida, suena lógica y nos da la respuesta correcta, al tiempo que introduce conceptos erróneos, emplea un argumento físico sin sentido y evoca engañosamente la ecuación de Bernoulli”,

afirma Holger Babinsky (Cambridge Univ.) en su artículo “How do wings work?”, aparecido en 2003 en Physics Education. Los invito a leerlo para saber cómo un sencillo análisis de los gradientes de presión y de la curvatura de las líneas de corriente (como les mencioné en clase) provee la explicación física más precisa y completa. Encontrarán el artículo siguiendo este link.

Espero que les sirva.

Sobre Heinrich Blasius

En clase discutimos (solo) una contribucion importante que Blasius realizó en dinámica de fluidos. Para aquellos que deseen conocer un poco más acerca de la magnitud del aporte de Blasius en esta y otras tematicas, les dejo aquí un paper publicado en Experiments in Fluids en 2003, en ocasión del 120° aniversario de su nacimiento.

Espero que les sirva.

 

Anton Flettner y el efecto Magnus aplicado a la navegacion

Como les comenté en claseAnton Flettner fue el primero en concebir y construir una embarcación capaz de propulsarse explotando el resultado que obtuvimos hoy para la fuerza sobre un obstáculo cuyo contorno tiene una circulación atrapada y que enfrenta un flujo uniforme (efecto Magnus).

La idea de Flettner fué construir una embarcación sin velas ni motores, en la cuál un cilindro vertical instalado sobre la cubierta se hiciese rotar a velocidad y dirección controladas de forma de obtener una fuerza sobre el navío en la dirección deseada. A dicho sistema se lo denominó rotor Flettner. Concretamente Flettner utilizó una embarcación preexistente (llamada Baden-Baden) la cuál hizo modificar y rebautizó como Buckau. Este sistema de propulsión demostró fehacientemente su potencialidad como medio de propulsión eólica para embarcaciones cuando el Buckau logró cruzar el océano Atlántico en 1926. Les dejo una foto del Buckau (ex Baden-Baden) junto a estas líneas.

En la actualidad este tipo de propulsión es utilizada como alternativa a turbinas diesel, buscando explotar los recursos naturales renovables (como el viento) para incluso generar la energía con la cuál se hacen rotar los cilindros. Les dejo como ejemplo un video en el cuál se muestra uno de estos barcos modernos de tipo Flettner.

La embarcación que se ve en el video es el denominado E-Ship que la sociedad de construcciones eólicas Enercon (alemana) encomendó construir en 2007 a los astilleros Lindenau Werft de Kiel; comenzó sus operaciones en agosto de 2010 y continúa siendo utilizado en la actualidad. Se trata de un carguero de 130 m de eslora (largo) y 22.5 de manga (ancho), con capacidad para transportar entre 80 y 120 toneladas. Está equipado de 4 rotores Flettner (4 cilindros rotantes) de 27 metros de altura y 4 metros de diámetro, montados en las esquinas de la cubierta.
Espero que les sea util.