Fenómeno de separación

Este se produce por una diferencia en el gradiente de presión del fluido en la superficie de un cuerpo, lo que origina que en determinado punto se separe el fluido del contorno del cuerpo, el cual se llama punto de separación. Al considerar una capa delgada de fluido muy próximo a la pared de un cuerpo y completamente dentro de la capa límite, esta es arrastrada por el empuje viscoso del fluido y es retardada por la fricción en la pared. Si la presión es favorable, es decir, si decrece en la dirección del flujo, la delgada capa continuará moviéndose hacia adelante. Pero la velocidad cerca de la pared es pequeña y si la presión crece en la dirección del flujo el momentum del fluido puede ser insuficiente para abrirse paso y esto podría detener completamente el fluido y pudiera incluso tener un retroceso a baja velocidad. Es así como el flujo puede despegarse de la superficie del cuerpo.


Lo que se observa en el punto S, es conocido como el punto donde la vorticidad es cero y además, la derivada a lo largo de la superficie es positiva.

En estas figuras se presentan distintas separaciones. En la parte posterior del cilindro se forman vórtices; a este sector lo llamaremos estela, la cual puede ser grande o pequeña, dependiendo en mayor grado del lugar en donde se produzca la separación del fluido. Para el caso de la esfera podemos observar que la separación se produce mucho mas atrás. En la estela la presión es constante existiendo variaciones solamente en la parte donde el flujo aún no se separa. Todo esto hace que la suma de las fuerzas debida a las presiones sobre la superficie resulte en una fuerza neta que arrastra al cuerpo en la dirección del flujo. Este es lo que llamamos el arrastre por la forma del objeto.
Experimentalmente se tiene que mientras menor sea la estela menor va a ser el arrastre. Por lo tanto, como nuestra misión es disminuir la fuerza de arrastre, lo que debemos hacer es demorar la separación lo más posible. Como queda evidenciado en las figuras mostradas, la forma del objeto es lo que determina la medida de la estela, de esta manera, debemos encontrar la figura que mejor se desempeñe.