Aerodinámica II - Instituto Universitario Aeronáutico

FUERZA AÉREA ARGENTINA
INSTITUTO UNIVERSITARIO AERONÁUTICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ASIGNATURA
CARRERA/AS: INGENIERÍA AERONÁUTICA
AÑO ACADÉMICO: 2011
ASIGNATURA: AERODINÁMICA II
DPTO: MA
COD: 402002
ÁREA: FÍSICA DEL VUELO
HORAS TOTALES: 96
CURSO: IV
BLOQUE: TECNOLOGÍAS APLICADAS
SEM: SEGUNDO
Semanas de Clase: Para primer año 1er. Semestre se consideran en el cálculo 15 semanas
mientras que para los restantes años y semestres, las semanas de clase consideradas son 16
OBJETIVOS
Generar en el alumno la capacidad para:
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Comprender los fenómenos de la compresibilidad en régimen transónico y supersónico, su
influencia en el diseño de elementos que trabajen o sean operados en esos regímenes.
Comprender el funcionamiento de hélices, generadores eólicos y tomas de aire.
Aplicar los conocimientos en diseños simples.
Comprender técnicas de aerodinámica experimental y aplicar resultados de ensayos al análisis y
diseño de elementos.
CONTENIDO
TEMA
I
FLUJO COMPRESIBLE UNIDIMENSIONAL
Propagación de ondas sonoras y tipos de flujos.
Flujo estacionario isoentrópico 1-D de un gas ideal con simple cambio de área.
Onda de choque normal.
Flujo estacionario 1-D de un gas ideal bajo simple efecto de la fricción.
Problemas del capítulo.
II
FLUJO SUBSÓNICO
Ecuaciones generales del flujo compresible. Modelos de pequeñas perturbaciones y modelos
linealizados..
Regla de similitud subsónica de Gothert y de Prandtl Glauert.
Fórmula de Karman Tsien.
Determinación del número de Mach crítico.
Problemas del capítulo.
III
FLUJO TRANSÓNICO
Descripción de los fenómenos característicos del rango transónico.
Flujo bidimiensional: Perfiles supercríticos y análisis por métodos numéricos.
Flujo tridimensional: cuerpos esbeltos y regla del área.
Regla de similitud transónica.
Problemas del capítulo.
IV
FLUJO SUPERSÓNICO
Introducción al flujo supersónico. Ecuaciones básicas y modelos del flujo.
Ondas de choque oblicuas.
Ondas de expansión y flujo de Prandtl Meyer.
Flujo supersónico linealizado. Teoría de perfiles supersónicos delgados.
Teoría de las características. Aplicación al diseño de toberas y difusores.
CONTENIDO
TEMA
Ondas de choque cónicas.
Teoría de cuerpos esbeltos. Análisis teórico y por métodos numéricos.
Alas de envergadura finita. Modelo de pequeñas perturbaciones y flujo cónico.
Problemas del capítulo.
V
HÉLICES Y GENERADORES EÓLICOS
Performances de la hélice y regímenes de funcionamiento.
Teoría de cantidad de movimiento.
Teorías de elemento de pala. Principios de diseño.
Tipos de hélice.
Análisis de generadores eólicos de eje horizontal. Principios de diseño.
Problemas del capítulo.
VI
TOMAS DE AIRE
Introducción y definiciones básicas.
Conceptos de relación de flujo másico y de caudal corregido.
Dimensionamiento básico de la toma y análisis del flujo interno.
Análisis del flujo externo e integración de la toma.
Tomas supersónicas: conceptos elementales.
Problemas del capítulo.
VII
TÉCNICAS EXPERIMENTALES EN AERODINÁMICA
Túneles de viento. Tipos y características.
Teoría de modelos y corrección de los resultados de túnel.
Descripción de técnicas y procedimientos básicos.
Problemas del capítulo.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
- Mc McCormick, Barnes; Aerodynamics, Aeronautics & Flight Mechanics - Mc Graw Hill, 1995, 2ª
edición.
- Anderson, John D.; Fundamentals of Aerodynamics - Mc Graw Hill, 1995, 2ª edición.
- D’Errico, Mario; Apuntes de la materia en temas específicos.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
- THE DYNAMICS AND THERMODYNAMICS OF COMPRESSIBLE FLUID FLOW – Shapiro,
Ascher – John Wiley & Sons, 1953, 1ª edición.
- LOW SPEED WIND TUNNEL TESTING – Pope, Alan & Rae, William. - John Wiley & Sons,
1984, 2da edición.
DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CURRICULAR
Actividades que desarrollará el docente :
Dictar las clases teóricas, prácticas y de laboratorios.
Atender al alumno ante consultas propias de la asignatura, así también las de relación docente-alumno.
Fomentar el estudio independiente.
Preparar clases teóricas y/o prácticas.
Organizar las clases de laboratorio en túnel de viento.
Asistir periódicamente a reuniones de cátedra.
Preparar evaluaciones y actividades de seguimiento del alumno.
Confeccionar, revisar y actualizar el programa de la asignatura a su cargo.
DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD CURRICULAR
Confeccionar, revisar y actualizar las guías de laboratorios y/o prácticos.
Revisar y actualizar la bibliografía y material didáctico.
Cumplir además con toda otra función que surja de su tarea para garantizar el correcto desarrollo de la
carrera.
Actividades que desarrollará el alumno :
Asistir a clases teóricas, prácticas y laboratorios.
Realizar consultas.
Realizar los trabajos prácticos de aula que sean requeridos.
Realizar experiencias de laboratorio.
Confeccionar los informes exigidos.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA
Los aspectos teóricos de la asignatura son tratados mediante exposiciones dialogadas, con auxilio de
técnicas visuales y debate colectivo.
Los aspectos prácticos de la asignatura son tratados preliminarmente mediante actividades de
respuestas guiadas, con reconocimiento de terminología y conceptos, interpretación de datos y
aplicación de conocimientos adquiridos. A continuación, mediante resolución de ejercicios y
problemas, en forma individual y de pequeños grupos, con auxilio de debate colectivo.
Existen además trabajos prácticos específicos que requieren herramientas computacionales y un trabajo
de mayor elaboración en cuanto a cálculo y conclusiones, de los cuales el alumno debe redactar y
presentar un informe cuya aprobación es condición obligatoria.
CRITERIOS Y FORMAS DE EVALUACIÓN
Los criterios de evaluación quedan comprendidas en :
 Cantidad y calidad de los conocimientos adquiridos por el alumno.
 Manejo fluido de la información y del vocabulario técnico.
 Afirmación de criterios técnicos propios frente a determinadas situaciones y problemas.
 Desarrollo de capacidad, habilidad y destreza para el planteo y solución de problemas y para la
aplicación de métodos de solución.
 Orden, claridad y calidad de las presentaciones, escritas u orales.
Las condiciones para obtener la regularidad son las siguientes :
 Cumplir con el porcentaje de asistencia a clases que establece la Facultad.
 Aprobar 2 (dos) Exámenes Parciales con una nota mínima de 4 (cuatro) puntos. Un único examen
parcial puede ser reprobado y posteriormente recuperado. La recuperación se hará en base a los
temas originalmente asignados para el examen reprobado.
 Poseer en carácter de Aprobado los informes de trabajos prácticos, ya sean de aula o laboratorio,
que se establezcan como de presentación obligatoria.
Las formas de evaluación son las siguientes :
El examen parcial es escrito y básicamente de carácter práctico, involucrando la resolución de
ejercicios y problemas. Podrá incluir parte teórica a criterio del docente.
El examen final de la materia es combinado y se compone de dos partes. Una parte práctica escrita que
involucra la resolución de problemas y una parte teórica que podrá ser escrita u oral. Deben ser
aprobadas ambas partes del examen final.
La parte práctica de un examen podrá ser del tipo “a libro abierto” a criterio del docente. Este carácter
de examen comprende sólo a libros de texto, libros de consulta, apuntes teóricos de clase personales y/o
hojas de fórmulas, excluyendo terminantemente la carpeta de prácticos de aula.
CRITERIOS Y FORMAS DE EVALUACIÓN
La nota mínima de aprobación de 4 puntos se logra acreditando un porcentaje de realización de los
objetivos de la evaluación de 60 %.
Los exámenes escritos finales quedan archivados en la Facultad de Ingeniería y el alumno tiene derecho
a acceder a ellos y a consultar con el docente la corrección correspondiente.