Study of a Rankine vortex with axial velocity discontinuity in an infinite

Abstract

En este trabajo se muestra que un vórtice de Rankine confinado con flujo axial uniforme, posee sólo modos neutros aun cuando la velocidad axial sea discontinua en la interfase rotacional-irrotacional. Esta discontinuidad produce un curvamiento de las ramas inferiores de la relación de dispersión de tal forma que cortan al eje del número de onda con pendiente negativa, es decir velocidad de grupo negativa. Este resultado apoya la idea original de que el fenómeno de Vortex Breakdown se podría explicar como resultado de la formación de ondas estacionarias de longitud finita viajando aguas arriba en un flujo estable. Las dimensiones de la burbuja, mucho mayores que el radio del núcleo vorticoso, podrían explicarse por la condición de flujo de Beltrami de las perturbaciones que permite la formación de ondas de amplitud finita.