Física (plan 2002) 2024-1

Octavo Semestre, Dinámica de Medios Deformables

Dinámica de Medios Deformables

Lunes, miércoles y viernes de 12-14 horas

Grupo 8282

ProfesorLuis Antonio Domínguez Ramírez

ProfesorIgnacio Arturo Quintanar Isaías

AyudanteAaron Ernesto Contreras Roque

Objetivo general:

El curso se divide en dos partes. La primera parte del curso consiste en el análisis de la deformación y ruptura de materiales sólidos, la segunda parte del curso se enfoca en la mecánica de fluidos y aplicaciones a la circulación atmosférica y el oceanica.

Evaluación - 1ra parte:

Para la evaluación se utilizará la plataforma Moodle, donde se registrarán todas las calificaciones y se entregarán algunos de los trabajos.

Tareas

Todas las tareas se entregarán en hojas blancas o cuadriculadas, con letra legible y con una explicación paso a paso del procedimiento utilizado. No se considerarán como válidos ejercicios que sólo contengan la respuesta, sin operaciones o sin explicación del procedimiento realizado. La fecha de entrega es los lunes a las 15:00 horas a través de la plataforma Moodle. Bajo ningún motivo se aceptarán tareas atrasadas después de la hora indicada. Si la conexión de internet es inadecuada en tu domicilio, favor de entregar la tarea con la debida anticipación.

Clases:

Las clases se desarrollarán de manera asíncrona mediante videos que se colocarán en la siguiente dirección electrónica:

https://www.youtube.com/playlist?list=PLv_zpAUdhcOL-7Ih45j8fS2mcWxDd5KBt

Asesorías

Las asesorías se realizarán vía correo electrónico a la dirección ladominguez@igeofisica.unam.mx.

Bibliografía:

Engineering of Mechanics of Solids

Egor P. Popov

Prentice Hall.

Engineering Materials

Ashby M. F., Jones, D.R.

4th edition

Elsevier

Geodynamics

Turcotte, D. L., Schubert, G.

2nd edition

Cambridge

Fluid Mechanics

Pijush K. Kundu y Ira M. Cohen

6th edition

Academic Press

Fundamental Mechanics of Fluids

I.G. Currie

3rd edition

Marcel Deckker

Introduction to Geophysical Fluid Dynamics

Benoit Cushman-Roisin, Jean-Marie Beckers: Physical and Numerical aspects

2nd edition

Academic Press

Agenda:

El curso llevará la siguiente agenda:

Semana 1: Presentación del curso y repaso de conceptos básicos:

1. Modulo de Young

2. Modulo de Cizalla

3. Coeficiente de Poisson.

4. Definición de deformación y esfuerzos.

Semana 2: Esfuerzos en tanques y vigas. Materiales compuestos

1. Ley de Hooke

2. Esfuerzos en vigas

3. Esfuerzos en tanques.

Semana 3: Flexión de vigas y placas. Esfuerzos en el interior.

1. Flexión de placas.

2. Flexión en la litósfera.

3. Flexión debida a una cadena montañosa.

Semana 4: Círculos de Mohr criterios de cedencia.

1. Primer exámen parcial.

2. Circulos de Mohr.

2. Rotación de esfuerzos y deformaciones.

3. Criterios de Rankine, Tresca y Von Mises.

Semana 5: Dislocaciones, energía elástica y viscosidad.

1. Tipos de dislocaciones.

2. Campos de esfuerzos alrededor de una dislocación.

3. Viscosidad.

4. Principio de superposición de Boltzmann.

Semana 6: Modelos viscoelásticos y creep.

1. Modelos viscoelásticos lineales.

2. Tipos de creep.

Semana 7: Fractura y fatiga

1. Teoría de Griffith.

2. Factor de intensidad de esfuerzos.

3. Regla de Goodman.

4. Fatiga de Materiales con grietas.

Semana 8:

1. Segundo exámen parcial

Semana 9: Leyes básicas de conservación

1. Coordenadas eulerianas y lagrangianas

2. Derivada material y volúmenes de control: lagrangiano v.s. euleriano

3. Conservación de masa, momento y energía

Semana 10: Ecuaciones de Navier-Stokes(N-S)

1. Rotación y tasa de deformación

2. Ecuaciones constitutivas

3. Coeficientes de viscosidad

4. Ecuaciones de Navier-Stokes

Semana 11: Cinemática del flujo y formas simplificadas de N-S

1. Teorema de Kelvin

2. Ecuación de Bernoulli

3. Ecuación de Crocco

4. Ecuación de la vorticidad

5. Teorema de Ertel

6. Flujos potenciales

Semana 12: Flujos bidimensionales

1. Función corriente

2. Potencial y velocidad con variable compleja

3. Flujos alrededor de obstáculos

Semana 13: Ondas de superficie

1. El problema general de las ondas de superficie

2. Aproximación de pequeña amplitud

3. Propagación de ondas

4. Una primera vista a la no-linearidad débil: solitones

Semana 14: Dinámica de fluidos geofísicos.

1. Atributos de los fluidos geofísicos : rotación y estratificación

2. Números adimensionales

3. Atmósferas planetarias: Venus, Júpiter, Tierra

4. Experimentos en clase: rotación y estratificación

5. Geostrofía y quasi-geostrofía

6. Ondas en fluidos geofísicos: latitudes medias y tropicos

Semana 15: Circulación general de la atmósfera y el océano

1. La naturaleza del problema

2. Transferencia de calor y equilibrio convectivo-radiativo

3. Parametrizaciones de procesos físicos : convección y precipitación

4. El pronóstico del tiempo y del clima

Semana 16: Examen final de fluidos