Física (plan 2002) 2015-2

Optativas, Temas Selectos de Mecánica de Fluidos I

Temas Selectos de Mecánica de Fluidos I

Técnicas experimentales de Visualización de Fluidos.

Profesor: Carlos Echeverría Arjonilla email: carlosea1982+vf_2015@ciencias.unam.mx

Ayudante: Alejandro Aguayo Ortiz email: aaguayoo92+vf_2015@gmail.com

El objetivo del curso es introducir al alumno a las principales técnicas experimentales utilizadas en la mecánica de fluidos, la complejidad de las ecuaciones que describen a los fluidos pocas veces se pueden resolver de manera analítica, por lo que la visualización aporta información que ayuda a entender el comportamiento de los mismos.

El curso se evaluara con tareas, exposiciones y un proyecto final.

Porcentajes tentativos:

• 50% Proyecto final
• 25% Tareas y Examen
• 25% Exposiciones

Horario: Martes y Jueves de 16 a 18 hrs. Lugar, Taller de Hidrodinámica y Turbulencia Tlahuzcalpan, hasta nuevo aviso.

Temario

Repaso de mecánica del medio continuo

Ecuación de continuidad

Ecuaciones de Navier-Stokes

Ecuación de la Energía

Número de Reynolds y Viscosidad

Líneas de Corriente, traza, etc

Vorticidad

Flujo potencial

Capa límite

Análisis de orden de magnitud

Turbulencia

Repaso de óptica geométrica

Frentes de Onda (Plana, Esférica y Gaussiana)

Lentes (convergentes, divergentes, cilíndricas, rayos paralelos)

Lentes cilíndricas, asféricas, lentes compuestas)

Color (RGB y CMYK)

Cámaras digitales

Detectores

CCD y CMOS

Fotografía Analógica y Digital (3h teoría y 3h laboratorio)

Historia

Composición

Distancia Focal

Tipos de lentes (Macro, Tele-macro, gran angular)

Diafragma

Profundidad de campo

Tiempo de Exposición

Tipo de Grano (ISO)

Balance de blanco

Auto enfoque

Zoom (Digital y óptico)

Fotografía de alta velocidad (1h teoría y 2h laboratorio)

Tipos de iluminación

Luz natural

Luz incandescente

Luz laser

Luz LED

Arreglos

Análisis de imágenes(1h teoría y 2h laboratorio)

Técnicas de visualización cualitativas

Pintura Sensible a la Temperatura (TSP) y Pintura Sensible a la Presión PSP

Trazadores

Túnel de viento

Shadowgraph

Ecuación de Lorenz-Lorentz

Distribución de la intensidad de la luz

Directo y Rayos paralelos

Schlieren

Teoría

Arreglo con lentes

Arreglo Z de espejos

Toepler

Interferometría

Técnicas de visualización cuantitativas

Anemometría

LDA

PIV

Background Oriented Schlieren

Diseño y planeación de experimentos de fluidos

Revisión artículos y videos

Proyecto final (20h laboratorio)

Referencias:

E. Hetch. Óptica. Edit Addison Wesley, 2000

K. Kundu & M. Cohen. Fluid Mechanics. Edit Academic Press second edition, 2002.

W. Fox & T. McDonald. Introduction to fluid mechanics Edit JOHN WILEY & SONS, INC 2011.M.

T. Liu & J. P. Sullivan. Pressure and Temperature Sensitive Paints. Edit Springer, 2005.

S. Settles. Schlieren and shadowgraph Technique, Visualizing Phenomena in Transparent Media. USA, Edit. Springer, 1949.

J. Goldstein. Fluid Mechanics Mesurements. USA, Edit. Taylor&Francis, 1996.

M Raffel, C. Willert & J. Kompenhans. Particle Image Velocimetry, a pratical guide. USA, Edit. Springer, second edition, 2007.

V. D. Milton. An Album of Fluid Motion. Edit The Parabolic Press, 1982.

M. Samimy et. al. A Gallery of Fluid Motion. Edit Cambridge University Press, 2003.

A.J Smits, & T.T. Lim. Flow Visualization Techniques and Examples. Imperial College Press, 2000