Número de Strouhal

En el análisis dimensional, el número de Strouhal (St) es un número adimensional que describe los mecanismos de flujo oscilante. El número de Strouhal es una parte integral de los fundamentos de la mecánica de fluidos.

Etimología 
El número de Strouhal lleva el nombre de Vincenc Strouhal, un físico checo que experimentó en 1878 con cables que experimentaban el desprendimiento de vórtices y sonaban con el viento.

Simbología

Descripción

Número de Strouhal 
El número de Strouhal se presenta a menudo como:

De esta ecuación se observa una dependencia del número de Reynolds y de las dimensiones del obstáculo. Se han propuesto varias ecuaciones empíricas que relacionan el número de Strouhal y el número de Reynolds:

En ciertos casos, como el «vuelo en picado», esta longitud característica es la amplitud de la oscilación. Esta selección de longitud característica se puede utilizar para presentar una distinción entre el número de Strouhal y la frecuencia reducida.

Para grandes números de Strouhal (orden de 1), la viscosidad domina el  flujo del fluido, con el resultado de un movimiento oscilante colectivo del "tapón" de fluido. Para números Strouhal bajos, del orden de 10−4 e inferiores, la parte del movimiento de alta velocidad y casi estable domina la oscilación. La oscilación en los números intermedios de Strouhal se caracteriza por la acumulación y rápida eliminación de vórtices.

Para esferas en flujo uniforme en el rango de números de Reynolds de  8x102 < Re < 2x105 coexisten dos valores del número de Strouhal. La frecuencia más baja se atribuye a la inestabilidad a gran escala de la estela y es independiente del número de Reynolds «Re» y es aproximadamente igual a 0,2. La mayor frecuencia del número de Strouhal es causada por inestabilidades a pequeña escala de la separación de la capa de cizallamiento.

Número de Strouhal de estela

Aplicaciones

Metrología 
En metrología, específicamente en medidores de  turbina de flujo axial, el número de Strouhal se usa en combinación con el número de Roshko para dar una correlación entre la  tasa de flujo y la frecuencia. La ventaja de este método sobre el método de «frecuencia/viscosidad» frente al factor K es que tiene en cuenta los efectos de la temperatura en el medidor.

Esta relación deja a Strouhal sin dimensiones, aunque a menudo se usa una aproximación sin dimensiones para C3 lo que da como resultado unidades de pulsos / volumen, igual que el factor K.

Locomoción animal 
En natación o en animales voladores, el número de Strouhal se define como:

En vuelo o natación de animales, la eficiencia de la propulsión es alta en un rango estrecho de constantes de Strouhal, generalmente alcanzando un pico en el rango de 0.2 <St <0.4. [6] Esta gama se usa en el nado de delfines, tiburones y peces óseos, y en el vuelo de crucero de aves, murciélagos e insectos. [6] Sin embargo, en otras formas de vuelo se encuentran otros valores. [6] Intuitivamente, la relación mide la inclinación de los trazos, vistos desde un lateral. Suponiendo un movimiento a través de un fluido estacionario, f es la frecuencia de trazo, A es la amplitud, por lo que el numerador fA es la mitad de la velocidad vertical de la punta del ala, mientras que el denominador V es la velocidad horizontal. Así, la gráfica de la punta del ala forma una sinusoide aproximada con parecida  (pendiente máxima) al doble de la constante de Strouhal. [7]

Véase también 
 Aeroelasticidad
 Número de Froude: un número sin dimensiones definido como la relación entre la inercia del flujo y el campo externo
 Calle de vórtices de von Kármán : patrón repetitivo de vórtices en remolino causado por la separación inestable del flujo de un fluido alrededor de cuerpos romos
 Número de Mach: relación de la velocidad del objeto que se mueve a través del fluido y la velocidad local del sonido
 Número de Reynolds: cantidad sin dimensiones que se utiliza para ayudar a predecir los patrones de flujo de fluidos
 Número de Rossby: La relación de fuerza inercial a fuerza de Coriolis
 Número de Weber: Un número adimensional en la mecánica de fluidos que a menudo es útil para analizar flujos de fluidos donde hay una interfaz entre dos fluidos diferentes
 Número de Womersley: Una expresión adimensional de la frecuencia de flujo pulsátil en relación con los efectos viscosos

Referencias

Bibliografía

Enlaces externos 
 }}

Números adimensionales de mecánica de fluidos
Dinámica de fluidos