Estimuladores de Turbulencia en Modelos de Ensayos Hidrodinámicos

Estimuladores de Turbulencia en Modelos Hidrodinámicos

En el ámbito de la experimentación naval, se emplean diversos métodos para asegurar que la capa límite sea turbulenta desde la proa del modelo. A continuación, se detallan los sistemas más utilizados.

1. Estimuladores de Contacto Directo

Clavos o botones (studs)

Este método consiste en sustituir el alambre por una fila de clavos o botones situados en las cuadernas de proa. Su diámetro y altura son variables, siendo habitual un diámetro de 2 a 3 mm y una altura de unos 5 mm. Producen el mismo efecto que el alambre. Se ha comprobado que se obtienen mejores resultados con un número relativamente pequeño de botones grandes que con un número elevado de botones pequeños.

Bandas de granos de arena

Consiste en una banda de granos de arena pegada al casco del modelo en la zona de proa. Produce el mismo efecto que los estimuladores anteriores.

2. Estimuladores que crean un alto nivel de turbulencia en el agua

Perfil a proa del modelo

Consiste en colocar un perfil vertical de pequeño espesor delante de la proa del modelo, de forma que la perturbación producida haga que la capa límite sea turbulenta desde la misma proa. Sus ventajas son:

• Mantiene una turbulencia uniforme y razonablemente alta en todo el canal, por lo que las lecturas son también uniformes.
• No es necesario colocar artificios en el modelo.
• Ausencia de resistencia propia: No existe resistencia propia del estimulador al estar situado fuera de él; por tanto, no es necesario aplicar corrección alguna.

Su desventaja es la estela creada por el perfil, debido a la cual el flujo a popa de este tiene menor velocidad que cuando el modelo navega sin estimulador.

3. Estimuladores que utilizan una fuente de energía

Estos dispositivos crean la perturbación mediante vibraciones, descargas eléctricas u otros medios semejantes.

• Ventajas: Permiten variar la intensidad de la estimulación según sea necesario.
• Desventajas: Son métodos complicados y costosos, y requieren un equipo especial para alimentar la fuente de energía.

Factores Determinantes en la Estimulación

Del estudio de la estimulación de modelos se desprende que la temperatura elevada favorece la estimulación, con una influencia mayor de la que correspondería únicamente a la modificación del número de Reynolds. También favorecen la estimulación las perturbaciones creadas al ensayar con intervalos de tiempo muy pequeños entre corrida y corrida.

En conclusión, el mejor estimulador es aquel que produce la mayor resistencia del conjunto modelo–estimulador a bajas velocidades y el menor valor posible de resistencia a altas velocidades.