aerodinâmica

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia la interacción entre objetos y el aire en movimiento. Su objetivo es entender y predecir las fuerzas y momentos que resultan del flujo de aire alrededor de cuerpos como alas, carros o edificios. Las fuerzas principales son la sustentación, el arrastre y el empuje, que surgen de la presión y de la fricción viscosa del aire sobre la superficie del objeto.

En su marco teórico se emplean las ecuaciones de conservación de masa, cantidad de movimiento y energía. En la mayoría de flujos prácticos se utilizan la ecuación de Navier-Stokes para fluidos viscosos, junto a simplificaciones como el flujo incompresible a bajas velocidades o el flujo compresible a velocidades cercanas o superiores a la velocidad del sonido. En flujos no turbulentos, la relación de Bernoulli vincula presión y velocidad; sin embargo, la viscosidad y la capa límite introducen complejidad.

Conceptos clave: la sustentación se genera por diferencias de presión entre la cara superior e inferior de un perfil; el camber y el ángulo de ataque influyen. El arrastre resulta de la fricción (arrastre viscoso) y de la presión (arrastre de presión). El número de Reynolds describe la relación entre fuerzas inerciales y viscosas; el número de Mach indica la compresibilidad.

Aplicaciones: en aeronáutica para el diseño de alas, en automoción y deportes para reducir carga y mejorar rendimiento, en ingeniería civil para estructuras expuestas al viento, y en meteorología para modelar flujos atmosféricos. Historia breve: desde Leonardo da Vinci y Bernoulli hasta Ludwig Prandtl, quien introdujo la idea de la capa límite; los avances prácticos incluyeron las aeronaves de los hermanos Wright.