Física (plan 2002) 2024-1

Optativas, Temas Selectos de Mecánica de Fluidos I

Profesores:

Carlos Echeverría Arjonílla 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, ya que el curso es autocontenido, es decir, en el mismo curso se dan todos los temas necesarios.

Lugar: Taller de Hidrodinámica y Turbulencia, Sótano del Tlahizcalpan

Créditos: 9

Porcentajes tentativos de evaluación:

• · ·50% Proyecto final
• · ·30% Tareas
• · ·20% Prácticas

Horario: Lunes y Miércoles de 3:00 pm a 6:00 pm.

A todos los interesados los invitamos a la presentación del curso los días:

• Miercoles 9 de agosto a las 3:00pm en la siguiente liga de meet: https://meet.google.com/ycz-jyou-mav

• Lunes 14 y Miércoles 16 a las 3pm en el Taller de Hidrodinámica y Turbulencia en el sotano del Tlahuizcalpan o en la liga: https://meet.google.com/ycz-jyou-mav

Repaso de óptica

• · 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 material adicional

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.