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Regular articleThe Use of the Dimensionless Womersley Number to Characterize the Unsteady Nature of Internal Flow

Números sem dimensão são muito úteis na caracterização do comportamento mecânico porque a sua magnitude pode muitas vezes ser interpretada como a importância relativa de forças concorrentes que influenciarão o comportamento mecânico de diferentes maneiras. Um número sem dimensão, o número Womersley (Wo), é às vezes usado para descrever a natureza instável do fluxo de fluido em resposta a um gradiente de pressão instável; ou seja, se o fluxo de fluido resultante é quase instável ou não. Os fluidos circundam organismos que eles próprios contêm compartimentos de fluidos; os comportamentos exibidos por esses fluidos de importância biológica (por exemplo, ar, água ou sangue) são fisiologicamente significativos porque eles irão determinar em grande medida as taxas de troca de massa e calor e a produção de força entre um organismo e seu ambiente ou entre diferentes partes de um organismo.

Na literatura biológica, o uso do número de Womersley é normalmente confinado a uma única geometria: o caso do fluxo dentro de um cilindro circular. Resumimos a evidência para um papel mais amplo do número de Womersley na caracterização do fluxo instável do que o indicado por esta restrição geométrica. Para a categoria específica de escoamento interno, mostramos que a solução analítica exata para escoamento instável entre duas paredes paralelas prevê o mesmo padrão de comportamento de fluido identificado anteriormente para escoamento dentro de cilindros; ou seja, uma dicotomia no comportamento de fluido para valores deWo<1 eWo>1. QuandoWo<1, o fluxo é previsto para seguir fielmente o gradiente de pressão oscilante, e os perfis de velocidade apresentam uma forma parabólica tal que o fluido oscilante com maior amplitude é o mais distante das paredes (comportamento “quase estável”). QuandoWo>1, os perfis de velocidade não são mais parabólicos, e o fluxo é deslocado no tempo em relação ao gradiente de pressão oscilante. A amplitude do fluido oscilante pode aumentar ou diminuir comoWo>1, como descrito no texto.

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