Tiene que lidiar con la dinámica de fluidos computacional y ha avanzado la física y el conocimiento matemático para obtener una respuesta precisa a su pregunta. Para tener una idea, me refiero a su tema con respecto a los aiplanos en una forma muy simplificada.
Para encontrar la forma óptima de los aviones, las pruebas de túnel de viento se han utilizado desde hace mucho tiempo utilizando la visualización como método. Las formas de analizar los flujos de aire se hicieron más avanzadas mediante el uso de supercomputadoras además de los túneles de viento, pero se limitaron a modelos simples debido a las restricciones de las capacidades de la computadora. Especialmente las turbulencias exigían el cálculo de ecuaciones, que estas computadoras ya no podían manejar. Dado que la potencia informática ha aumentado drásticamente en los últimos 20 años, ahora puede utilizar técnicas mucho más avanzadas para simular turbulencias y algoritmos de modelos mediante la construcción de ecuaciones matemáticas adecuadas. Las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds ( RANS ) se conocen desde hace algún tiempo y luego se convirtieron en el primer enfoque para el modelado de turbulencias o flujos inestables que podrían calcularse por computadoras. Pero siguieron siendo un desafío, ya que los enfoques de RANS todavía no ofrecían resultados completamente confiables. La precisión y la velocidad de los escenarios de simulación complejos, como los flujos transónicos o turbulentos, mejoraron con una mayor validación experimental de software complejo y todavía se realiza utilizando un túnel de viento con la validación final en pruebas a gran escala, por ejemplo, pruebas de vuelo.
De hecho, ahora los flujos estadísticamente inestables (o no estacionarios) pueden ser igualmente tratados. Esto a veces se conoce como URANS . Pero los modelos de turbulencia utilizados para cerrar las ecuaciones son válidos siempre y cuando estos cambios en la media ocurran sean lo suficientemente grandes en comparación con las escalas de tiempo del movimiento turbulento que contiene la mayor parte de la energía. Por lo tanto, se han desarrollado otros modelos computacionales, pero aún la dinámica de fluidos es un trabajo en progreso. Pero la forma de los Aviones, que tienen que cumplir diferentes tareas, desde personas y transporte de carga hasta aplicaciones militares, siempre será un compromiso, nunca será óptima debido a las tareas y, por supuesto, la viabilidad, la producción y los costos operativos.