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Planilla de Actividades Curriculares
Código: A1011
Mecánica de los Fluidos I
Última Actualización de la Asignatura: 09/09/2024
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Descargar Planilla N°2 [PDF]CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA
| Carrera | Plan | Carácter | Cantidad de Semanas | Año | Semestre |
|---|---|---|---|---|---|
| 03009AE - Ingeniería Aeroespacial | 2018 | Obligatoria |
Totales:
21
Clases:
16
Evaluaciones:
5
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3ro |
6º - |
CORRELATIVIDADES
INFORMACIÓN GENERAL
PLANTEL DOCENTE
OBJETIVOS
El objetivo general de esta asignatura es que el estudiante adquiera los conceptos físicos y matemáticos de la fluidodinámica con el propósito de que aprenda a interpretar y elaborar modelos teóricos, empíricos y semiempíricos y resolver con ellos problemas de creciente complejidad; asimismo introducir al alumno en las técnicas experimentales básicas de visualización y medición de parámetros del flujo y lograr la comprensión de la importancia del conocimiento de la configuración fluidodinámica para la determinación de fuerzas y potencias involucradas en problemas de ingeniería.
PROGRAMA SINTÉTICO
Propiedades físicas de los fluidos. Líquidos y gases. Fuerzas de volumen y de superficie. Hipótesis de continuo.
Definición de modelos físicos, criterios para su formulación. Cinemática del campo de flujo. Dinámica, ecuaciones de conservación diferenciales e integrales. Ecuación de estado y segundo principio de la termodinámica en mecánica de fluidos. Flujo incompresible y estacionario. Flujo potencial. Perfiles bidimensionales en flujo incompresible.
Fuerzas aerodinámicas; sustentación y resistencia. Números característicos. Prácticas de Laboratorio.
PROGRAMA ANALÍTICO
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN:2017 Unidad 1: Propiedades físicas de los fluidos.
Líquidos y gases. Fluidos newtonianos y no newtonianos. Fluidos tixotropicos, pseudoplasticos, reopecticos y dilatantes. Hipótesis de continuo. Fuerzas de volumen y de superficie. Equilibrio hidrostático. Revisión de termodinámica clásica.
Unidad 2: Cinemática del campo fluidodinámico.
Distribución espacial de campos de velocidades. Tensores gradiente de velocidad, rotación y velocidad de deformación. Derivada sustancial.
Unidad 3: Ecuaciones diferenciales de conservación de masa y de cantidad de movimiento (Navier-Stokes).
Tensor de tensiones en un fluido. Flujo laminar y turbulento. Flujo incompresible. Flujo estacionario. Criterio de simplificación y planteo de modelos. Lubricación.
Unidad 4: Ecuación diferencial de conservación de energía.
Convección forzada y natural. Hipótesis de Boussinesq. Acople de ecuaciones en problemas concretos. Ecuación de Bernoulli.
Unidad 5: Teorema del transporte de Reynolds e integrales materiales.
Ecuaciones integrales de conservación de masa, cantidad de movimiento y energía.
Unidad 6: Semejanza dinámica.
Grupos adimensionales: Números de Reynolds, de Prandtl, de Froude, de Nusselt y otros. Variación de la conformación fluidodinámica con el número de Reynolds. Criterios para construir experimentos. Túnel de viento.
Tipos. Diseño de modelos para ensayo en túnel de viento. Concepto de ensayos a escala completa.
Unidad 7: Flujo incompresible en cañerías.
Laminar y turbulento: factor de fricción. Pérdidas localizadas. Selección de bombas y ventiladores. Sistemas de cañerías en serie y en paralelo.
Unidad 8: Flujo potencial.
Condiciones para que el flujo pueda ser considerado potencial. Aplicaciones de las funciones de variable compleja a los campos potenciales. Modelado numérico de flujos potenciales por diferencias finitas. Teorema de Blasius.
Fuentes, sumideros, dobletes. Hilo vorticoso. Biot y Savart. Circulación. Teorema de Kelvin.
Unidad 9: Cilindro embestido por una corriente en flujo potencial.
Teorema de Kutta-Joukowsky. Paradoja de d'Alambert. Transformación de Joukowsky. Perfiles bidimensionales subsónicos. Condición de Kutta.
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
AÑO DE APROBACIÓN:2017 Unidad 1: Propiedades físicas de los fluidos.
Líquidos y gases. Fluidos newtonianos y no newtonianos. Fluidos tixotropicos, pseudoplasticos, reopecticos y dilatantes. Hipótesis de continuo. Fuerzas de volumen y de superficie. Equilibrio hidrostático. Revisión de termodinámica clásica.
Unidad 2: Cinemática del campo fluidodinámico.
Distribución espacial de campos de velocidades. Tensores gradiente de velocidad, rotación y velocidad de deformación. Derivada sustancial.
Unidad 3: Ecuaciones diferenciales de conservación de masa y de cantidad de movimiento (Navier-Stokes).
Tensor de tensiones en un fluido. Flujo laminar y turbulento. Flujo incompresible. Flujo estacionario. Criterio de simplificación y planteo de modelos. Lubricación.
Unidad 4: Ecuación diferencial de conservación de energía.
Convección forzada y natural. Hipótesis de Boussinesq. Acople de ecuaciones en problemas concretos. Ecuación de Bernoulli.
Unidad 5: Teorema del transporte de Reynolds e integrales materiales.
Ecuaciones integrales de conservación de masa, cantidad de movimiento y energía.
Unidad 6: Semejanza dinámica.
Grupos adimensionales: Números de Reynolds, de Prandtl, de Froude, de Nusselt y otros. Variación de la conformación fluidodinámica con el número de Reynolds. Criterios para construir experimentos. Túnel de viento.
Tipos. Diseño de modelos para ensayo en túnel de viento. Concepto de ensayos a escala completa.
Unidad 7: Flujo incompresible en cañerías.
Laminar y turbulento: factor de fricción. Pérdidas localizadas. Selección de bombas y ventiladores. Sistemas de cañerías en serie y en paralelo.
Unidad 8: Flujo potencial.
Condiciones para que el flujo pueda ser considerado potencial. Aplicaciones de las funciones de variable compleja a los campos potenciales. Modelado numérico de flujos potenciales por diferencias finitas. Teorema de Blasius.
Fuentes, sumideros, dobletes. Hilo vorticoso. Biot y Savart. Circulación. Teorema de Kelvin.
Unidad 9: Cilindro embestido por una corriente en flujo potencial.
Teorema de Kutta-Joukowsky. Paradoja de d'Alambert. Transformación de Joukowsky. Perfiles bidimensionales subsónicos. Condición de Kutta.
BIBLIOGRAFÍA
Año: 2025, semestre: 1
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
1) White, F. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS, 5ta. ed. (2004), McGraw-Hill
2) Batchelor, G. AN INTRODUCTION TO FLUID DYNAMICS (1967) Cambridge Press
3) Bird, Stewart and Lightfoot: FENÓMENOS DE TRANSPORTE (1998), Ed. Reverté
4) Gerhart, P, Gross, R. Hochstein, J. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS (1995), Wiley.
5) Shames: MECÁNICA DE LOS FLUIDOS (1995) McGraw-Hill
Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad
1) White, F. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS, 5ta. ed. (2004), McGraw-Hill
2) Batchelor, G. AN INTRODUCTION TO FLUID DYNAMICS (1967) Cambridge Press
3) Bird, Stewart and Lightfoot: FENÓMENOS DE TRANSPORTE (1998), Ed. Reverté
4) Gerhart, P, Gross, R. Hochstein, J. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS (1995), Wiley.
5) Shames: MECÁNICA DE LOS FLUIDOS (1995) McGraw-Hill
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
La materia incluye nueve trabajos prácticos de resolución de problemas de confección individual, tres trabajos prácticos de laboratorio con informes de grupos de hasta cuatro alumnos, y el inicio de un proyecto integrador de conceptos de Mecánica de Fluidos I y II: “Diseño, construcción y ensayo de un cohete de agua”, a realizar en grupos de hasta cuatro integrantes. Todas estas actividades tienen carácter de obligatorias.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Las clases se desarrollarán de acuerdo al siguiente esquema:- Dos clases teóricas semanales de 2 hs cada una.- Una clase semanal teórico-práctica de 2 hs.- Tres trabajos de laboratorio (actividades prácticas) de 2 hs (promedio) de duración cada uno, en horario de la clase teórico-práctica o a determinar en función de la disponibilidad de infraestructura e instrumental.
Las actividades de la cátedra se coordinan e integran con las asignaturas A1011 - Mecánica de Fluidos I, A1015- Mecánica de Fluidos II (Ing. Aeroespacial), A1052-Mecánica de los Fluidos (Ing. Mecánica y Electromecánica) y A1099-Mecánica de los Fluidos (Ing. Industrial), con quienes se comparte el cuerpo docente.
Las actividades de la cátedra se coordinan e integran con las asignaturas A1011 - Mecánica de Fluidos I, A1015- Mecánica de Fluidos II (Ing. Aeroespacial), A1052-Mecánica de los Fluidos (Ing. Mecánica y Electromecánica) y A1099-Mecánica de los Fluidos (Ing. Industrial), con quienes se comparte el cuerpo docente.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
El curso se aprobará con dos evaluaciones teórico-prácticas escritas de carácter individual y la aprobación de informes de todas las prácticas y trabajos de laboratorio.
MATERIAL DIDÁCTICO
· Guías de trabajos prácticos y trabajos de laboratorio.
· Reglamento de Proyecto Integrador.
· Clases teóricas y ejemplos de cálculo de todos los temas, disponibles en pdf en las aulas virtuales de dictado de la materia.
· Aproximadamente 100 clases teóricas y ejemplos de cálculo en videos desarrollados por la cátedra,
accesibles en el canal de YouTube “Área Fluidodinámica FI-UNLP”, para las asignaturas Mecánica de los Fluidos I y Mecánica de los Fluidos II.
· Reglamento de Proyecto Integrador.
· Clases teóricas y ejemplos de cálculo de todos los temas, disponibles en pdf en las aulas virtuales de dictado de la materia.
· Aproximadamente 100 clases teóricas y ejemplos de cálculo en videos desarrollados por la cátedra,
accesibles en el canal de YouTube “Área Fluidodinámica FI-UNLP”, para las asignaturas Mecánica de los Fluidos I y Mecánica de los Fluidos II.