Física (plan 2002) 2023-2

Optativas, Temas Selectos de Mecánica de Fluidos I

TALLER DE HIDRODINÁMICA Y TURBULENCIA

Técnicas experimentales de Visualización de Fluidos 2023-I.

Profesores:

Carlos Echeverría Arjonilla email:carlosea1982@ciencias.unam.mx

David Porta Zepeda email: davidporta@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.

Este curso lo pueden llevar alumnos de Física, Física Biomédica, Ciencias de la Tierra e Ingenierías.

Porcentajes tentativos:

·50% Proyecto final

·30% Tareas

·20% Prácticas

Horario fijo de la clase Lunes y Miércoles de 3:30 pm a 6:30 pm.

Para todos los interesados los invitamos a la presentación del curso los días: Miércoles 18, Jueves 19, Lunes 23, Miércoles 25 de Enero, Lunes 30 de Enero y 1º de Febrero de 2023 a las 3:00pm en la siguiente liga de meet: meet.google.com/cef-pdgk-csr

· Frentes de Onda (Plana, Esférica y Gaussiana) Lentes (convergentes, divergentes, cilíndricas, rayos paralelos)

· Lentes cilíndricas, asféricas, lentes compuestas)

· Trazado de rayos

· Color (RGB y CMYK)

· Fotografía Analógica y Digital

· 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)

· Detectores (CCD y CMOS)

Fotografía de alta velocidad

· Tipos de iluminación

· Luz natural

· Luz incandescente

· Luz laser

· Luz LED

Análisis de imágenes

· Introducción a Gimp y ImageJ

· Procesos de medición

Repaso de mecánica del medio continúo

· 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

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

· Arreglo con lentes

· Arreglo Z de espejos

· Toepler

· Interferometría

Técnicas de visualización cuantitativas

· Anemometría (1h teoría)

· LDA (1h teoría)

· PIV (Introducción y experimentos)

· PIVLab

· BOS Background Oriented Schlieren

Diseño y planeación de experimentos de fluidos

· Revisión de artículos y videos

Proyecto final

Referencias utilizadas en el curso:

· 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