Número de Scruton

El número de Scruton ( S c {\displaystyle \mathrm {Sc} } ) es uno de los parámetros importantes para la vibración de estructuras inducida por vórtices, las vibraciones causadas por la lluvia o el viento, el cable inclinado seco que se desliza en seco y la estela que se desliza al galope. El «galope del conductor» es la oscilación de baja amplitud y alta frecuencia de las líneas eléctricas aéreas debido al viento[1]

Etimología

El número de Scruton lleva el nombre de Christopher "Kit" Scruton, un ingeniero británico de dinámica industrial.[2][3]

Simbología

Simbología
Símbolo Nombre Unidad
S c {\displaystyle \mathrm {Sc} } Número de Scruton
ζ {\displaystyle \zeta } Razón de amortiguación crítica mecánica
δ s {\displaystyle \delta _{s}} Amortiguación
Cuerpo (Estructura)
m c {\displaystyle m_{c}} Masa kg
m e {\displaystyle m_{e}} Masa efectiva kg / m
W {\displaystyle W} Ancho m
H {\displaystyle H} Alto m
L {\displaystyle L} Longitud paralela al flujo m
Fluido
ρ {\displaystyle \rho } Densidad kg / m3

Descripción

Su expresión viene definida como:[4]

S c = 4 π   m c   ζ ρ   ( W   H   L ) {\displaystyle \mathrm {Sc} ={\frac {4\pi \ m_{c}\ \zeta }{\rho \ (W\ H\ L)}}}

Deducción
1 2 3
Ecuaciones S c = 4 π   m c   ζ ρ   ( W   H   L ) {\displaystyle \mathrm {Sc} ={\frac {4\pi \ m_{c}\ \zeta }{\rho \ (W\ H\ L)}}} m e = m c L {\displaystyle m_{e}={\frac {m_{c}}{L}}} δ s = 2 π   ζ {\displaystyle \delta _{s}=2\pi \ \zeta }
Ordenando S c = 2   ( m c / L )   ( 2 π   ζ ) ρ   ( W   H ) {\displaystyle \mathrm {Sc} ={\frac {2\ (m_{c}/L)\ (2\pi \ \zeta )}{\rho \ (W\ H)}}}
Sustituyendo S c = 2   m e   δ s ρ   ( W   H ) {\displaystyle \mathrm {Sc} ={\frac {2\ m_{e}\ \delta _{s}}{\rho \ (W\ H)}}}

S c = 2   m e   δ s ρ   ( W   H ) {\displaystyle \mathrm {Sc} ={\frac {2\ m_{e}\ \delta _{s}}{\rho \ (W\ H)}}}

Referencias

  1. «MECHANICS OF WIND-INDUCED VIBRATIONS». Federal Highway Administration Research and Technology. August 2007. Consultado el 17 de enero de 2017. 
  2. Wenzel, Helmut (2008). Health Monitoring of Bridges. Wiley. p. 464. ISBN 978-0-470-74018-7. 
  3. Ted Stathopoulos; Charalambos C. Baniotopoulos (31 de diciembre de 2007). Wind Effects on Buildings and Design of Wind-Sensitive Structures. Springer Science & Business Media. p. 45. ISBN 978-3-211-73076-8. 
  4. «Vortex-induced vibrations of structures». 1991. Archivado desde el original el 14 de febrero de 2019. Consultado el 30 de marzo de 2019. 


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