Historia de la visualización de flujos
El interés del ser humano en ver el comportamiento de la naturaleza siempre ha sido notable, lo cual hace que sea una de las razones para que nuestra supervivencia sea posible. Los sentidos del ser humano están bien adaptados para reconocer el movimiento de los objetos y en muchos casos nos otorgan la función de predicción de peligros.
Una persona es capaz de observar en un flujo de un río, por ejemplo, la formación de estelas de agua, remolinos producidos por obstáculos, brotes de agua, etc. No obstante, esta observación es cualitativa. Aquí merece especial mención el artista y gran observador de la naturaleza Leonardo Da Vinci que pudo realizar detallados bocetos de estructuras del flujo de agua mediante la mera observación [Raffel et al., 2007].
El gran paso en la investigación de flujos se dio cuando se pasó de la observación mediante los sentidos a la puesta en marcha de experimentos para obtener información del flujo mediante técnicas de visualización. El gran pionero de estas técnicas fue Ludwig Prandtl que las diseñó y las utilizó en 1904, figura siguiente, para estudiar los aspectos de los flujos no estacionarios con bifurcación detrás de perfiles de un ala y otros objetos en un túnel de agua.
En la imagen de la izquierda se muestra a Prandtl junto con su túnel. En la fotografía aparece girando manualmente un rodete para hacer fluir el agua [Rotta, 1990]. El túnel disponía de dos secciones, una baja y otra alta, que estaban divididas por una pared horizontal. El flujo de agua iba de la parte alta (canal abierto donde se visualizaba el flujo) a la parte baja donde se encontrada una tubería cerrada.
Prandtl realizó experimentos de modelos de dos dimensiones como el estudio del flujo a través de cilindros, prismas y alas. Una réplica de sus experimentos en el túnel de agua se puede observar en la imagen de la izquierda. Para la obtención del flujo (agua con partículas de aluminio) se empleó una fuente de iluminación "flash" y una cámara de vídeo.
En sus experimentos, Ludwig Prandtl pudo ver la relación entre los parámetros del experimentos (tipo de objeto como obstáculo, ángulo de incidencia, flujo estacionario o no - estacionario) y adquirió conocimientos sobre fenómenos de los flujos no estacionario de manera cualitativa para entonces; no pudo realizar mediciones del campo de velocidades de forma cuantitativa. No obstante, con el avance en los últimos 30 años en los campos de la tecnología y ciencia como son la óptica, tecnología láser, electrónica, vídeo y la computación permite desarrollar técnicas de medición cuantitativa de estos flujos complejos [Raffel et al., 2007].
Referencias:
Markus Raffel, Christian E Willert, Jürgen Kompenhans, et al. Particle image velocimetry: a practical guide. Springer Science & Business Media, 2007.
J.C. Rotta. Die Aerodynamische Versuchsanstalt in Göttingen, ein Werk Ludwig Prandtls: ihre Geschichte von den Anfängen bis 1925. Vandenhoeck & Ru-precht, 1990. ISBN 9783525428085. URL https://books.google.es/books?id=24kgAQAAIAAJ.
