Física (plan 2002) 2020-2

Optativas, Temas Selectos de Mecánica de Fluidos I

La reunión para definir horario será el lunes y miércoles a la 1 pm en el taller de fluidos el cual se encuentra en el sótano del edificio tlahuizcalpan.

TEORÍA

1) Calculo vectorial

2) Teorema de transporte de Reynolds

- Principio de conservación de la masa

- Segunda de ley de Newton

- Ecuaciones de energía y de difusión

2) Conceptos en dinámica de fluidos

- Tipos de movimiento en fluidos: traslación, rotación y deformación

- Vorticidad y circulación

- Función de corriente

- Tensor de rapidez de deformación

- Campos de velocidad y de presión

3) Parámetros adimensionales

- Teorema Pi de Buckingham

- Criterios de semejanza geométrica, cinemática y dinámica

- Números adimensionales; Número de Reynolds, número de Strouhal, número de Rossby, Número de Mach, …

EXPERIMENTOS

Métodos experimentales

- Velocimetría por Imágenes de Partículas (PIV)

- Anemometría de hilo caliente

- Detección de vorticidad por dispersión de ondas sonoras

- Método de Schlieren sintético (ondas de superficie e internas)

- Perfilometria por transformada de Fourier (ondas de superficie)

- Estratificación de fluidos. Ondas internas y vórtices lenticulares

Realización de alguno de los siguientes experimentos:

- Estudio de ondas de superficie en líquidos (verificación de relación de dispersión, interferencia, focalización de ondas, ondas circulares, etc)

- Ondas internas en fluidos estratificados. Ondas producidas por un cilindro que oscila en la dirección vertical.

- Producción de vórtices anulares y estudio de sus propiedades.

- Estudio estadístico de un flujo turbulento. La ley 5/3 de Kolmogorov.

- Detección de vorticidad mediante dispersión de ultrasonido. Experimentos con anillos de vorticidad y de la Calle de Von Karman

- Producción de vórtices lenticulares en flujos estratificados y en rotación

- Flujo de von Karman entre dos discos giratorios

- Experimentos en un túnel de viento

Equipo de trabajo:

- Gerardo Ruiz Chavarría (profesor de teoría)

- Sergio Hernández Zapata (profesor de laboratorio)

- Benjamin Castillo Morales (ayudante teoría)

- Alan Josue Gutiérrez Castillo (ayudante de laboratorio)

BIBLIOGRAFIA:

1) Guyon E., J.P. Hulin, L. Petit y C.D. Mitescu. Physical Hydrodynamics. Oxford University Press. Oxford, 2001, 505 pp.

2) Raffel M., C. Willert, S. Werely y J. Kompenhans. Particle Image Velcimetry, a practical guide. Segunda edición. Springer-Verlag, Berlin-Heidelnerg, 2007, 440 pp.

3) Thanki R.M. y A.M. Khotari. Digital Image Processing using Scilab. Springer International publishing AG. Cham, 2019, 154 pp.