Profesor | Carlos Echeverría Arjonilla | ma | 15 a 18 |
Laboratorio | Angélica Zarazúa Cruz | ju | 15 a 18 |
Ayudante | Mario Alberto Ávila Aguilar | ||
Ayud. Lab. | Roberto Juárez Yáñez |
Temas Selectos de Mecánica de Fluidos I
Técnicas experimentales de Visualización de Fluidos.
Profesor Teoría: Carlos Echeverría Arjonilla email: carlosea1982@ciencias.unam.mx
Profesor Laboratorio: Angélica Zarazúa Cruz email: zarknj@gmail.com
Ayudante Roberto Juárez Yáñez email: rojuya@ciencias.unam.mx
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.
Porcentajes tentativos:
· 50% Proyecto final
· 25% Tareas y Examen
· 25% Exposiciones
Reunión informativa Martes 31 de Enero y Miércoles 1 de Febrero de 2017 en el Taller de Hidrodinámica y Turbulencia en el sótano del Tlahuizcalpan Facultad de Ciencias de 4 a 5 pm.
Horario fijo para Martes y Jueves de 3 pm a 6 pm.
Temario
1 Repaso de mecánica del medio continúo (9h teoría y 3h 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
2 Repaso de óptica geométrica (3.5h teoría y 2.5h laboratorio)
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
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)
Schlieren
Teoría (6h teoría)
Arreglo con lentes (6h laboratorio)
Arreglo Z de espejos (6h laboratorio)
Toepler (6h laboratorio)
Interferometría (6h laboratorio)
7 Técnicas de visualización cuantitativas
Anemometría (1h teoría)
LDA (1h teoría)
PIV (6h teoría y 9h laboratorio)
BOS Background Oriented Schlieren (6h teoría y 9h laboratorio)
8 Diseño y planeación de experimentos de fluidos (3h teoría 3h laboratorio)
Revisión artículos y videos
9 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
D. C. Baird., Experimentación., Pearson Educación., México 1991
G. L. Squires., Practical Phisics., Cambridge,. United Kingdom 2001