Física (plan 2002) 2016-1

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@ciencias.unam.mx

https://sites.google.com/site/tecexpvisualizacionfluidos/home?pli=1

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. En el curso se dará toda la información necesaria.

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

Presentación del curso Martes 2 y Jueves 4 de Febrero de 2016 en el Taller de Hidrodinámica y Turbulencia en el sótano del Tlahuizcalpan Facultad de Ciencias de 3 a 4 pm. Horario de clase Martes y Jueves de 3 pm a 6 pm.

Horario de clase fijo Martes y Jueves de 3 pm a 6 pm.

Porcentajes tentativos:

 50% Proyecto final

 25% Tareas y Examen

 25% Exposiciones

Temario

1 Repaso de mecánica del medio continuo (9h teoría y 3h laboratorio)

2 Repaso de óptica geométrica (3.5h teoría y 2.5h laboratorio)

Ecuación de continuidad

Ecuaciones de Navier-Stokes

Ecuación de la Energía

Número de Reynolds y Viscosidad

Líneas de Corriente, traza, etc

Vorticidad

Flujo potencial

Análisis de orden de magnitud

Capa límite

Turbulencia

Frentes de Onda (Plana, Esférica y Gaussiana) 5 min

Lentes (convergentes, divergentes, cilíndricas, rayos paralelos) 30 min y 1 h

Lentes cilíndricas, asféricas, lentes compuestas)

Color (RGB y CMYK)

3 Cámaras digitales

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

Historia 10 min

Composición 5 min

Distancia Focal 5 min

Tipos de lentes (Macro, Tele-macro, gran angular) 10 min

Diafragma 10 min

Profundidad de campo

Tiempo de Exposición 20 min

Tipo de Grano (ISO) 15 min

Balance de blanco 5 min

Auto enfoque 5 min

Zoom (Digital y óptico) 5 min

Detectores (1h teoría y 3h laboratorio)

CCD y CMOS 40 min

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

Tipos de iluminación (3h laboratorio)

Luz natural

Luz incandescente

Luz laser

Luz LED

Arreglos

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

6 Técnicas de visualización cualitativas

Pintura Sensible a la Temperatura (TSP) y Pintura Sensible a la Presión PSP (1h teoría)

Trazadores (1h teoría)

Túnel de viento

Shadowgraph

Schlieren

7 Técnicas de visualización cuantitativas

8 Diseño y planeación de experimentos de fluidos (3h teoría 3h laboratorio)

9 Proyecto final (20h laboratorio)

Ecuación de Lorenz-Lorentz (1.5h teoría)

Distribución de la intensidad de la luz (1.5h teoría)

Directo y Rayos paralelos (1h teoría 5h laboratorio)

Teoría (6h teoría)

Arreglo con lentes (6h laboratorio)

Arreglo Z de espejos (6h laboratorio)

Toepler (6h laboratorio)

Interferometría (6h laboratorio)

Anemometría (1h teoría)

LDA (1h teoría)

PIV (6h teoría y 9h laboratorio)

BOS Background Oriented Schlieren (6h teoría y 9h laboratorio)

Revisión artículos y videos

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

D. C. Baird., Experimentación., Pearson Educación., México 1991

G. L. Squires., Practical Phisics., Cambridge,. United Kingdom 2001