Flux laminar i flux turbulent:
Quan entre dues partícules en moviment existeix gradient de velocitat, es a dir que una es mou més ràpid que l'altra, es desenvolupen forces de fricció que actuen tangencialment a les mateixes.

Les forces de fricció tracten de provocar rotació entre les partícules en moviment, però simultàniament la viscositat* tracta d'impedir la rotació. Depenent del valor relatiu d'aquestes forces es poden produir diferents estats de flux.

Quan el gradient de velocitat és baix, la força d'inèrcia és major que la de fricció, les partícules es desplacen però no roten, o ho fan amb molt poca energia, el resultat final és un moviment en el qual les partícules segueixen trajectòries definides, i totes les partícules que passen per un punt en el camp del flux segueixen la mateixa trajectòria. Aquest tipus de flux va ser identificat per O. Reynolds i es denomina flux laminar, expressant amb això que les partícules es desplacen en forma de capes o làmines.

En augmentar el gradient de velocitat s'incrementa la fricció entre partícules pròximes entre elles dins del fluid, i aquestes adquireixen una energia de rotació apreciable, la viscositat perd el seu efecte, i a causa de la rotació les partícules canvien de trajectòria. En Variar les trajectòries de les partícules, xoquen entre si i canvien de rumb constantment. Aquest tipus de flux es denomina flux turbulent.

El flux turbulent es caracteritza perquè:

-Les partícules del fluid no es mouen seguint trajectòries definides.

-L'acció de la viscositat és menyspreable.

-Les partícules del fluid posseeixen energia de rotació apreciable, i es mouen constantment xocant unes amb unes altres.


Quan les forces d'inèrcia del fluid en moviment són molt baixes, la viscositat és la força dominant i el flux és laminar. Quan predominen les forces d'inèrcia el flux és turbulent. Osborne Reynolds va establir una relació que permet determinar el tipus de flux.
*Viscositat: propietat d'un fluid que tendeix a oposar-se al seu flux quan se li aplica una força. Els fluids d'alta viscositat presenten una certa resistència a fluir; els fluids de baixa viscositat flueixen amb facilitat. La força amb la qual una capa de fluid en moviment arrossega amb si a les capes adjacents de fluid determina la seva viscositat, que es mesura amb un recipient (viscosímetre) que té un orifici de grandària coneguda en el fons. La velocitat amb la qual el fluid surt per l'orifici és una mesura de la seva viscositat. En el cas dels fluids compressibles com l’aire la viscositat es molt baixa.
Els fluids reals sempre experimenten en moure's certs efectes deguts a forces de fregament o forces viscoses. Així, la viscositat és responsable de les forces de fricció que actuen entre les capes del fluid. En els líquids, aquesta sorgeix de les forces de cohesió entre les molècules de la substància. La viscositat en els líquids disminueix amb la temperatura, mentre que el contrari succeeix amb els gasos. Si un fluid no té viscositat fluiria per un tub horitzontal sense necessitat d'aplicar cap força, la seva quantitat de moviment seria constant.


Numero de Reynolds:
El nombre de Reynolds relaciona la densitat, viscositat, velocitat i dimensió típica d'un flux en una expressió adimensional ( que no te dimensions), que intervé en nombrosos problemes de dinàmica de fluids. Aquest nombre o combinació adimensional apareix en molts casos relacionat amb el fet que el flux pugui considerar-se laminar (nombre de Reynolds petit) o turbulent (nombre de *Reynolds gran). Des d'un punt de vista matemàtic el nombre de *Reynolds d'un problema o situació concreta es defineix per mitjà de la següent fórmula:

ρ: densidad del fluido
vs: velocidad característica del fluido
D: Diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema.
μ: viscosidad dinámica del fluido



Concepte de la capa límit:
La capa límit s'entén com aquella capa de flux que es crea a la superficia de l’objecte en la qual la velocitat del fluid respecte al sòlid en moviment varia des de zero fins al 99% de la velocitat del corrent no pertorbat, es a dir, quan un objecte avança a traves de l’aire, es crea una capa adherida a l’objecte, que des de la superfície a l’exterior va augmentant la velocitat gradualment des de 0 fina a la velocitat del flux no pertorbat. Aquesta capa es forma a causa de la fricció entre l’objecta i el fluid, la fricció de la superfície de l’objecte provoca un retard o disminució d’aquest fluid, des de 0 (l’aire no avança sinó que es deten per complet a causa de la fricció) fins que capa a capa de fluid la fricció es va reduint. Al la ultima capa de la capa límit, l’aire ja roman a la velocitat original del fluid no distorsionat per l’acció del objecte. La distancia entre la capa de fluid mes pròxima a l’objecte (velocitat 0) i la resta de fluid que viatge a la velocitat original s’anomena espessor de la capa límit.
-La capa límit pot ser laminar o turbulenta:
Capa límit laminar:
Quan la velocitat és baixa, un fluid que circula al llarg d'una superfície llisa que és relativament curta i plana produirà una capa límit molt prima. El flux dins de la capa límit serà ordenat, les diferents capes de fluid romandran bàsicament paral•leles unes a unes altres, sense barrejar-se. És molt complicat mantenir la capa límit, ja que es molt influenciable i te poca estabilitat, es a dir, tendeix a distorcionar-se.
Capa límit turbulenta:
Conforme un fluid es mou sobre una superfície llarga i relativament plana, la capa límit s'anirà fent més gruixuda, i les capes de fluid començaran a barrejar-se i a rotar una al voltant de l'altra. Aquesta capa límit en la qual el moviment del fluid és agitat i giratori, es diu capa límit turbulenta. Aquesta agitació contínua de les partícules del s’anomena turbulència. Si el moviment giratori del fluid és regular i repetitiu, llavors es coneix com a vòrtex o remolí.


Ja que per exemple la majoria de les capes límit que es formen sobre els avions són turbulentes, els enginyers aerodinàmics tracten de dissenyar les superfícies de manera que redueixin al mínim la quantitat de turbulència o desordre en la capa límit.
No obstant això, el que una capa límit sigui laminar o turbulenta depèn de la grandària de l'avió. Qualsevol avió convencional té una grandària que provoca que la capa límit sigui turbulenta ja que l’aire es va tornant inestable a mesura que avança per l’estructura de l’avio, els únics avions que són prou petits com per volar en condicions de flux laminar són els de aeromodelisme. No obstant això, una capa límit turbulenta té avantatges importants respecta la capa límit laminar (com ja hem vist en l’exemple de la pilota de golf).

El flux laminar va perdent velocitat al llarg de la capa límit, fins que finalment es para o fins i tot retrocedeix a causa de zones de baixa pressió, provocant que la capa límit es desprengui i el flux ja no segueixi la forma de la superfície ( com ja havíem vist anteriorment, una capa límit laminar provoca la separació de la capa límit i del flux d’aire mes ràpidament que la capa límit turbulenta, que s’adapta millor a la forma de l’objecte). Aquest efecte és especialment perjudicial en l'ala d'un avió, ja que la sustentació es crea quan el flux segueix la forma del perfil de l'ala. El despreniment de la capa límit de la superfície alar és el que ocorre quan es diu que l'avió «entra en pèrdua», és a dir, deixa de tenir sustentació, reduint per exemple l’angle d’atac podrem recuperar l’estabilitat de la capa límit i per tant la sustentació.
Aquets conceptes van estretament relacionats amb l’exemple de la pilota de golf, ja que hem après la diferencia entre la capa límit laminar i la turbulenta i els pros i els contres de cada una d’elles. Hem compres perquè es busca una capa límit turbulenta per tal de evitar la separació prematura de la capa límit i per tant un major desplaçament del flux d’aire.


La capa límit pot ser laminar o turbulenta; encara que també poden coexistir en ella zones de flux laminar i de flux turbulent. En ocasions és d'utilitat que la capa límit sigui turbulenta, com hem explicat en l’exemple de la pilota de golf. En aeronàutica aplicada a l'aviació comercial, se sol optar per perfils alars que generen una capa límit turbulenta, ja que aquesta roman adherida al perfil a majors angles d'atac que la capa límit laminar, evitant així que el perfil entri en pèrdua, és a dir, deixi de generar sustentació aerodinàmica de manera brusca pel despreniment de la capa límit.