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vòrtice

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Lessico

sm. [sec. XVII; dal latino vortex -ícis, da vertĕre, volgere, girare]. 1) Porzione di fluido in moto le cui particelle ruotano attorno a una linea o a un filetto di fluido che ruota su se stesso (v. oltre); in meteorologia, vortice ciclonico polare, che si forma in inverno nelle aree polari a causa dei venti occidentali rafforzati che penetrano in tutta la stratosfera caratterizzata sulla verticale polare da aria freddissima. Concr., la massa stessa; gorgo: la barca, ingoiata da un vortice, si inabissò; fu avvolto da un vortice di polvere e sabbia; per estensione, rapido movimento circolare: il vortice della danza. Fig., forza travolgente, inarrestabile: trascinare nel vortice della passione. 2) Termine tipico della filosofia di Democrito che concepì la formazione del mondo come l'organizzarsi di atomi, provocato da un loro movimento vorticoso. Il tema dei vortici è di nuovo in Cartesio, che spiega con esso il movimento fisico elementare. Nelle recenti concezioni dell'universo col movimento del vortice viene spiegata un'ipotesi sulla formazione del nostro sistema.

Meccanica

In meccanica razionale, un fluido in moto è definito in ogni punto da un campo delle velocità e si indicano con il nome di vortice quelle regioni del campo in cui il vettore rot v è diverso da zero. In un campo rotazionale si definisce come linea vorticosa la linea inviluppo delle tangenti al vettore rot v e come tubo vorticoso lo spazio racchiuso dalle linee vorticose che si appoggiano a una linea chiusa. Si definisce come intensità del tubo vorticoso il flusso del vettore rot v attraverso una sezione del tubo stesso.

Aerodinamica: generalità

I fenomeni vorticosi assumono particolare importanza nell'aerodinamica, in quanto caratterizzano i moti rotazionali dell'aria stessa che sono alla base della genesi della portanza. Infatti la portanza si può spiegare in base alla teoria di Prandtl, con la sovrapposizione del campo cinetico di un vortice piano e di una corrente traslatoria nel medesimo piano. Oltre che giustificare l'esistenza della portanza, schematizzando l'ala come un vortice portante o come un complesso di vortici aderenti, la teoria di Prandtl consente di valutare la resistenza indotta dell'ala grazie ai vortici che popolano la scia (scia vorticosa) che l'ala lascia dietro di sé. Tale scia è delimitata lateralmente dai vortici d'estremità che si staccano dalle estremità dell'ala stessa, in conseguenza della sovrapposizione della corrente traslatoria che investe l'ala con la corrente rotatoria che si stabilisce attorno alle estremità in questione, a causa del deflusso dell'aria dalle zone a pressione più elevata a quelle a minor pressione, cioè dal ventre al dorso dell'ala. Fenomeni vorticosi vengono pure considerati nello studio di eliche e rotori e nel manifestarsi di condizioni di separazione di flusso; essi consentono di definire le caratteristiche delle scie che si formano a valle di ostacoli investiti da correnti fluide, potendo essere all'origine di impulsi alternati con cui la corrente stessa è in grado di eccitare oscillazioni negli ostacoli da essa investiti, come si verifica nel caso di scie popolate da vortici alterni (scia vorticosa di Kármán), e assumendo quindi particolare importanza nello studio dell'aeroelasticità (v. anche aerodinamica).

Aerodinamica: generatore di velocità

Piccole superfici, generalmente a pianta rettangolare, che vengono applicate ad ali, impennaggi o fusoliere su cui occorra variare le caratteristiche dei fenomeni di separazione di flusso (per esempio lo stallo). Disposti normalmente alle superfici interessate e calettati ad angoli di incidenza ragguardevoli (attorno ai 45º), i generatori di vortici (usualmente raccolti in una o più schiere orientate per lo più normalmente alla direzione del flusso, nel caso di fusoliere, o parallelamente al bordo d'attacco delle ali o degli impennaggi cui sono applicati) comportandosi come piccole ali producono con i loro vortici d'estremità un energico rimescolamento dello strato limite, fornendo all'aria più lenta, che più da vicino lambisce la superficie cui i generatori sono applicati, energia prelevata dalla corrente più esterna, che possiede più elevata velocità.

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