INTERACCIÓN ENTRE LA CALLE DE VON KÁRMÁN Y LA OSCILACIÓN DE UNA PLACA FLEXIBLE PASIVA INMERSA DENTRO DE LOS VÓRTICES

Abstract

Los vórtices de von Kármán son remolinos que se generan cuando un flujo interactúa con un cuerpo sumergido en él. Estos son causados por una inestabilidad de la capa lı́mite del fluido alrededor del obstáculo que se separa y los genera. Por otra parte, la inestabilidad aeroelástica es la fluctuación espontánea de una placa inmersa en un flujo homogéneo de aire (o de agua). En el presente estudio, el experimento es realizado debajo del umbral de la ines- tabilidad aeroelástica y se estudia la interacción de los vórtices con una placa flexible sujeta en un extremo y libre del otro. Se realizan tres series de experimentos. La primera permite validar que los vórtices desprendidos en el canal de agua tengan las caracterı́sticas esperadas y requeridas para nuestros experimentos. Después, se realizan experimentos fijando la lon- gitud de placa y variando la velocidad del flujo. Finalmente se repiten los experimentos para una velocidad fija y diferentes longitudes de la placa. Los resultados muestran que la placa oscila con una amplitud A muy pequeña respecto a la longitud L de la placa A/L ∼ 10−3 con la misma frecuencia de desprendimiento de los vórtices. Además, la placa oscila con una longitud de onda mucho mayor que la longitud de la placa, de tal manera que todos los puntos de la placa oscilan en fase. La amplitud A crece cuando la intensidad del flujo crece, pero cuando la longitud L aumenta la amplitud presenta un máximo para cierta longitud de la placa. Estas observaciones son consistentes con el modelo teórico de Alben (2010). El análisis de la diferencia de fase entre los vórtices y la placa flexible es un poco más delicado por la técnica de visualización utilizada en este experimento. Si bien el máximo presentado no es asociado a priori con una resonancia, será interesante en un futuro verificar como varı́a el empuje del flujo sobre la placa alrededor de este máximo.