Última actualización: 28/07/2020


Curso Académico: 2020/2021

Mecánica de Fluidos I
(14164)
Titulación: Grado en Ingeniería Aeroespacial (251)


Coordinador/a: FERNANDEZ TARRAZO, EDUARDO ANTONIO

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ingeniería Térmica y Fluidos

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Materias que se recomienda haber superado
Cálculo I y II, Algebra lineal, Física I y II
Competencias que adquiere el estudiante y resultados del aprendizaje.Más información en este enlace
Conocimiento fundamental y aplicado de los principios que gobiernan el movimiento fluido y su aplicación a problemas de interés en ingeniería: leyes de conservación (integral and differential form), análisis dimensional y simplificaciones de las ecuaciones generales
Descripción de contenidos: Programa
1. Introducción a la mecánica de fluidos 1.1. Sólidos, líquidos y gases 1.2.Hipótesis de medio continuo. Partícula fluida. 1.3 Densidad, velocidad y energía interna 1.4 Equilibrio termodinámico local 1.5 Ecuaciones de estado. 2. Cinemática del campo fluido 2.1. sistemas de coordenadas; 2.2. Descripciones Euleriana y Lagrangiana. Flujo uniforme, Flujo estacionario. Puntos de remanso 2.3. Trayectorias, sendas. Línea de fluido, Superficie fluida, volumen fluido. 2.4. Líneas de corriente, Superficies de corriente y Tubos de corriente 2.5. Derivada sustancial. Aceleración 2.6. Circulación y vorticidad. 2.7 Flujo irrotacional. Potencial de velocidades 2.8 Función de corriente 2.9 Deformación local de un elemento fluido. Tensor de velocidades de deformación 2.10 Flujo convectivo 2.11 Teorema del transporte de Reynolds. 3. Ecuaciones de conservación en forma integral 3.1. Ecuación de continuidad 3.2. Fuerzas de volumen y fuerzas de superficie 3.3 Tensor de esfuerzos. Ley de Navier-Poisson 3.4 Fuerzas y momentos actuando sobre cuerpos sumergidos 3.5 Ecuación de la cantidad de movimiento 3.6 Ecuación del momento cinético 3.7 Conducción de calor 3.8 Ecuación de la energía. Diversas formas de la ecuación de la energía. 4. Ecuaciones de conservación en forma diferencial: las ecuaciones de Navier-Stokes 4.1 Ecuación de continuidad 4.2 Ecuación de la cantidad de movimiento 4.3 Ecuación de la energía: ecuaciones de la energía interna y de la energía cinética. Ecuaciones de la entalpía y de la entropía. 4.4 Condiciones iniciales y condiciones de contorno 4.5 La ecuación de Bernoulli. 5. Fluidostática 5.1 Ecuaciones de equilibrio 5.2 Hidrostática 5.3 Fuerza y momentos sobre objetos sumergidos. El Principio de Arquímedes. 5.4 La atmósfera standard 6. Análisis dimensional 6.1 Dimensiones de una magnitud física 6.2 Magnitudes físicas dimensionalmente independientes 6.1 El teorema Pi 6.2 Adimensionalización de las ecuaciones de Navier-Stokes; números adimensionales en mecánica de fluidos 6.3 Semejanza física. Semejanza física parcial. Aplicaciones. 7. Flujo viscoso 7.1 Flujo viscoso unidireccional en canales y conductos; las soluciones de Poiseuille y Couette 7.2 Flujo unidireccional no estacionario: Problema de Rayleigh, Flujo de Stokes 7.3 Flujos dominados por la viscosidad en conductos y canales de sección lentamente variable. 7.4 La región de entrada en un conducto. 7.5 Introducción a la lubricación hidrodinámica. El efecto cuña.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
La metodología combina clases de teoría con sesiones de resolución de problemas. 3 de las sesiones de laboratorio, en aula informática, están diseñadas para conformar una breve introducción al uso de CFD, adiestrando a los alumnos en el uso del código FLUENT para la resolución de problemas reales. Una de las sesiones de laboratorio está prevista para efectuar medidas en el laboratorio y y su posterior tratamiento mediante análisis dimensional.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Bibliografía básica
  • A. Crespo Martínez. Mecánica de Fluidos. Thompson. 2006
  • D. J. Tritton. Physical Fluid Dynamics. Oxford Science Publications. 1988
  • F. M. White. Fluid Mechanics. Mc-Graw Hill. 2015
  • G. K. Batchelor. An Introduction to Fluid Mechanics. Cambridge University Press. 1967
  • L. D. Landau & E. M. Lifshitz. Fluid Mechanics. Pergamon Press. 1987
  • P. A. Lagerstrom. Laminar Flow Theory. Princeton University Press. 1996
Bibliografía complementaria
  • G.F. Carrier, C.E. Pearson.. Ordinary Differential Equations. . SIAM (SIAM Classics in Applied Mathematics vol. 6). . 1991
  • Juan de Burgos. . Cálculo Infinitesimal de varias variables. . McGraw Hill. . 1995
  • T. M. Apostol. Calculus. John Wiley and Sons. 1969

El programa de la asignatura y la planificación semanal podrían sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.