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Artículo regularEl uso del número adimensional de Womersley para caracterizar la naturaleza inestable del flujo interno

Los números adimensionales son muy útiles para caracterizar el comportamiento mecánico porque su magnitud puede interpretarse a menudo como la importancia relativa de las fuerzas que compiten entre sí y que influyen en el comportamiento mecánico de diferentes maneras. Un número adimensional, el número de Womersley (Wo), se utiliza a veces para describir la naturaleza inestable del flujo de fluido en respuesta a un gradiente de presión inestable; es decir, si el flujo de fluido resultante es cuasi-estable o no. Los fluidos rodean a los organismos que a su vez contienen compartimentos de fluidos; los comportamientos exhibidos por estos fluidos biológicamente importantes (por ejemplo, el aire, el agua o la sangre) son fisiológicamente significativos porque determinarán en gran medida las tasas de intercambio de masa y calor y la producción de fuerza entre un organismo y su entorno o entre diferentes partes de un organismo.

En la literatura biológica, el uso del número de Womersley suele limitarse a una sola geometría: el caso del flujo dentro de un cilindro circular. Resumimos la evidencia de un papel más amplio del número de Womersley en la caracterización del flujo inestable que el indicado por esta restricción geométrica. Para la categoría específica de flujo interno, mostramos que la solución analítica exacta para el flujo inestable entre dos paredes paralelas predice el mismo patrón de comportamiento del fluido identificado anteriormente para el flujo dentro de los cilindros; es decir, una dicotomía en el comportamiento del fluido para valores deWo<1 yWo>1. CuandoWo<1, se predice que el flujo sigue fielmente el gradiente de presión oscilante, y los perfiles de velocidad presentan una forma parabólica tal que el fluido que oscila con mayor amplitud está más alejado de las paredes (comportamiento «cuasi estable»). CuandoWo>1, los perfiles de velocidad dejan de ser parabólicos y el flujo se desplaza en el tiempo con respecto al gradiente de presión oscilante. La amplitud del fluido oscilante puede aumentar o disminuir a medida queWo>1, como se describe en el texto.