NOMBRE: MECÁNICA DE FLUIDOS.

CLAVE: O

CICLO: 2-3 SEMESTRE

PERFIL DEL DOCENTE: DOCTOR EN CIENCIAS, DOCTOR EN INGENIERÍA

HRS./SEM.: 4 (4 hrs. en el Aula)

 

 

Objetivo: Que el estudiante adquiera la habilidad y capacidad suficiente para modelar y resolver problemas en el área de Mecánica de Fluidos.

 

  1. Generalidades. Hipótesis del continuo. Teoría molecular del trasporte. Fuerzas volumétricas y superficiales. Conceptos termodinámicos. Líquidos y gases. Condiciones de frontera entre medios diferentes.
  2. Dinámica de un fluido. Campos de flujo y leyes de conservación. Derivada material. Distribuciones de velocidad sin vorticidad. Flujos irrotacionales e incompresibles en dos y tres dimensiones. Potencial complejo. Campo de velocidad con vorticidad. Fuentes y sumideros. Distribuciones de vorticidad. Integrales materiales en un fluido. Ecuación de momento. Ecuación constitutiva en fluidos newtonianos. Ecuaciones de Navier-Stokes. Energía interna de un fluido. Teorema de Bernoulli. Conjunto de ecuaciones para el movimiento de un fluido.
  3. Fluido incompresible viscoso. Flujos uniformes. Fluidos rotantes. Jets uniformes. Similaridad y el número de Reynolds. Lubricación. Colado a través de medios porosos. Flujos en esquinas. Movimiento de cuerpos en fluidos. Suspensiones diluidas.
  4. Efectos de la viscosidad. Dinámica de vórtices. Vorticidad en un fluido no viscoso. Flujos generados por superficies. Capas de frontera. Arrastre sobre burbujas en fluidos.
  5. Fluidos irrotacionales. Ecuaciones de movimiento y su integración. Flujos estables (teoremas de Bernoulli y del momentum). Flujo causado por movimiento de cuerpos. Potencial complejo en dos dimensiones. Alas y alerones. Impactos de cuerpos en superficies de líquidos. Burbujas. Cavitación. Jets uniformes.

 

Bibliografía:

 

[1] G. K. Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 2002.

[2] D. J. Tritton, Physical Fluid Dynamics, Oxford Science Publications, 1988.

[3] O. Kolditz, Computational Methods in Environmental Fluid Mechanics, Springer-Verlag, 2002.

[4] J. Tannehill, Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Taylor and Francis, 1997.

[5] Ira M. Cohen and Pijush K. Kundu, Fluid Mechanics, Academic Press, 2004.

[6] A. J. Smits, Mecánica de fluidos, Alfaomega, 2003.

[7] R. A. Brown, Fluid Mechanics of the Atmosphere, Academic Press, 1991.

 

 

Técnicas de enseñanza sugeridas

Exposición oral

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X

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Exposición audiovisual

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X

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Ejercicios dentro de clase

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X

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Seminarios

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Lecturas obligatorias

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X

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Trabajos de investigación

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Prácticas en taller o laboratorio

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Prácticas de campo

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Otras:

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Elementos de evaluación sugeridos

Exámenes parciales

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X

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Exámenes finales

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X

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Trabajos y tareas fuera del aula

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X

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Participación en clase

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X

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Asistencia a prácticas

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Otras:

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Metodología: Habrá exposiciones por parte del profesor utilizando tanto el pizarrón como acetatos, diapositivas, cañón o videos. También los alumnos participarán en la exposición de temas que el profesor considere pertinentes. En todo caso se promoverá la discusión y participación de los estudiantes.

 

 Lecturas obligatorias se recomiendan:

Evaluación:

Se evaluará con un porcentaje de ponderación del 50% de los exámenes parciales, el 10% de un examen final, el 20% de los trabajos y tareas, el 10% de la participación en clase, y el 10% del reporte de las lecturas obligatorias. Todos estos elementos deberán retroalimentar la práctica docente para mejorar la eficiencia y disminuir la reprobación.