El modelo de vórtice en forma de herradura es una representación simplificada del sistema de vórtices presente en el flujo de aire alrededor de un ala. Este sistema de vórtices se modela mediante el vórtice de unión (unido al ala) y dos vórtices de punta de ala, por lo que tiene una forma que recuerda vagamente a una herradura.Millikan, Clark B., Aerodynamics of the Airplane, Figura 1.35McCormick, Barnes W., Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics, Chapter 3 Un vórtice inicial se desprende cuando el ala comienza a moverse a través del fluido, que se disipa bajo la acción de la viscosidad, al igual que los vórtices de arrastre que se encuentran muy por detrás del avión.
El flujo descendente está asociado a la resistencia inducida y es un componente del sistema de vórtices de fuga.McCormick, Barnes W., Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics, Chapter 4
El modelo de vórtice de herradura no es realista, ya que implica una circulación uniforme y, por tanto, según el Teorema de Kutta-Yukovski, una sustentación uniforme en todas las secciones de la envergadura. En un modelo más realista, la teoría de la línea de sustentación, la fuerza del vórtice varía a lo largo de la envergadura del ala, y la pérdida de fuerza del vórtice se desprende como una lámina de vórtices a lo largo del borde de fuga, en lugar de una única estela en las puntas de las alas.McCormick, Barnes W., Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics, Figure 4.21 No obstante, el modelo de vórtice de herradura más sencillo utilizado con una envergadura efectiva reducida pero con la misma circulación en el plano medio proporciona un modelo adecuado para los flujos inducidos lejos de la aeronave.
El término vórtice de herradura también se utiliza en ingeniería eólica para describir el patrón de flujo creado por vientos fuertes alrededor de la base de un edificio alto. Este efecto se ve amplificado por la presencia de un edificio de poca altura justo a barlovento. Este efecto se estudió en el Building Research Establishment del Reino Unido entre 1963 y 1973Penwarden, AD. Wise, AFE. Wind environment around buildings, cover illustration y la causa del efecto se describe en los libros de texto contemporáneos de ingeniería eólica.Cook, NJ. The designer's guide to wind loading of building structures, Part 1, Figure 8.7
En hidrodinámica, se forma una especie de vórtice de herradura en torno a los cuerpos de los faros en el agua, por ejemplo, alrededor de los pilares de los puentes. Pueden provocar la socavación de los materiales del lecho tanto en aguas arriba como en aguas abajo del muelle.
En la naturaleza, un vórtice de herradura puede provocar la formación de una nube de herradura.
Referencias
Bibliografía Anderson, John D. (2007), Fundamentals of Aerodynamics, Section 5.3 (4th ed.), McGraw-Hill, New York NY. L. J. Clancy (1975), Aerodynamics, Section 8.10, Pitman Publishing Limited, London Cook, N.J. (1985), The designer's guide to wind loading of building structures, Part 1, Butterworths, London McCormick, Barnes W., (1979), Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics, John Wiley & Sons, Inc. New York Millikan, Clark B., (1941), Aerodynamics of the Airplane, Section 1-6 John Wiley and Sons, Inc., New York Penwarden, A.D., Wise, A.F.E., (1975) Wind environment around buildings, HMSO, London . Piercy, N.A.V. (1944), Elementary Aerodynamics, Article 213, The English Universities Press Ltd., London. Von Mises, Richard, (1959), Theory of Flight, Chapter IX - section 4, Dover Publications, Inc., New York
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