Flujo autosimilar (del griego autós - sí mismo y del francés modèle - muestra) - el flujo de un líquido ( gas ), que permanece mecánicamente similar a sí mismo cuando uno o más parámetros que determinan este flujo cambian. En fenómenos mecánicamente similares, junto con la proporcionalidad de las dimensiones geométricas , se observa la proporcionalidad de las cantidades mecánicas: velocidades , presiones , fuerzas, etc. (ver Teoría de la similitud). La condición de autosimilitud es la ausencia de dimensiones lineales características en el problema estacionario o no estacionario considerado.
Un flujo autosimilar estacionario se forma, por ejemplo, cuando un flujo supersónico de un gas ideal fluye alrededor de un cono circular infinito , y un flujo autosimilar no estacionario se forma en el caso de una explosión de punto fuerte en un medio cuya presión es mucho menor que la presión durante la explosión. Cuando fluye alrededor de un cono infinito (Fig.), es imposible distinguir un tamaño lineal característico. Al estirar o comprimir el patrón de flujo en relación con la parte superior del cono O un número arbitrario de veces, no cambia: todos los puntos se mueven a lo largo de los rayos que emergen de O , y el patrón de flujo recién obtenido no difiere del original. . El flujo alrededor de un cono es un flujo autosimilar con respecto a un cambio en las dimensiones lineales: todas las características de flujo adimensional, por ejemplo, la relación de presiones , temperaturas , velocidades , para dos puntos arbitrarios 1 y 2 permanecerán sin cambios cuando el lineal las dimensiones se cambian estirando o comprimiendo. La única variable geométrica que determina los parámetros de flujo en cualquier plano meridional para un ángulo de coseno 2 dado , un ángulo de ataque d y un número de Mach M del flujo que se aproxima es el ángulo polar entre algún rayo y la dirección de la velocidad del flujo.
Los flujos autosimilares incluyen el flujo de un flujo supersónico alrededor de una cuña plana, la expansión continua de un gas cuando un flujo supersónico fluye alrededor de un ángulo obtuso (ver Flujo supersónico) y varios otros flujos. En estos casos, como en el caso del flujo alrededor de un cono, todos los parámetros del gas son constantes en los rayos que emergen del punto de la esquina y cambian solo cuando cambia la coordenada angular.
Todos los flujos autosimilares se caracterizan por el hecho de que su estudio puede reducirse a un problema con una variable independiente. Para flujos no estacionarios autosimilares de líquidos y gases, cuando los parámetros de flujo cambian con el tiempo, el estado del flujo en algún punto en el tiempo t, caracterizado por la distribución de presiones, velocidades, temperaturas en el espacio, es mecánicamente similar al estado del caudal a cualquier otro valor de t ; un ejemplo es la propagación de ondas de choque planas, cilíndricas y esféricas en un espacio ilimitado, cuando la única variable independiente es la relación de los espacios. coordenadas ( x o r ) al tiempo t .
El flujo autosimilar de un gas viscoso incluye algunos flujos en la capa límite y con un chorro turbulento libre , cuando los perfiles adimensionales de velocidad, temperatura y concentración cambian de manera similar con un cambio en la coordenada geométrica adimensional.
En un sentido amplio, la autosimilitud de un flujo se entiende como la independencia de los parámetros adimensionales que caracterizan el flujo de la similitud de los criterios . Entonces, el coeficiente de arrastre (ver. Coeficientes aerodinámicos ) puede considerarse autosimilar en términos del número de Mach M y el número de Reynolds Reif , en un cierto rango, los cambios en estos criterios no dependen de ellos. La autosimilitud del coeficiente en términos de los números M y Re existe para la mayoría de los cuerpos que fluyen con gas en valores muy grandes de M (> 8) o Re (> ) - ver fig. 1 y 2 del art. Coeficientes aerodinámicos.
Entre los investigadores se encuentran Sedov L.I. , Integral de Sedov [1] lleva su nombre , Gaifullin A.M. y otros.