Introducción

Física de Fluidos
Nicolás Agraït (coordinador, toería, proyectos)
email: [email protected]
despacho: mod 3, 610
tutorías: contactar por email o en clase
WebPage: www.uam.es/nicolas.agrait
José Vicente Álvarez (Problemas)
Estructura del Curso
Introducción 1 día
Unidad 1
TEORÍA: 6 días
Taller de PROBLEMAS: 11 días
DISCUSIÓN: 4 días (19,20,21,24 febrero) asistencia obligatoria
CONTROL: 1 día (25 febrero) asistencia obligatoria
Unidad 2
TEORÍA: 6 días
Taller de PROBLEMAS: 11 días
DISCUSIÓN: 4 días (27,31 marzo, 1,2 abril) asistencia obligatoria
CONTROL: 1 día (3 de abril) asistencia obligatoria
Proyectos
Tutorías de PROYECTO: 4 días
PRESENTACIONES del proyecto: 7 días (22,23,24,25,28,29,30
abril) asistencia obligatoria
Actividades del Curso
EQUIPOS
Equipos de 3 alumnos: Taller de problemas, discusión y proyectos
TEORÍA
Clases de teoría (clase magistral). Formato concentrado.
Taller de PROBLEMAS
-- Resolución en equipo de los problemas propuestos.
-- Entrega individual de los problemas.
-- No se corrigen.
DISCUSIÓN
-- Preguntas orales en equipo sobre los problemas elegidos.
-- Detalles de la resolución, sentido físico, variaciones.
CONTROL
Examen individual (1 hora) con preguntas teóricas y problemas breves
PROYECTO
Trabajo experimental en equipo a realiza en casa
-- MEMORIA del proyecto: individual
-- PRESENTACIÓN: en equipo, en clase.
Evaluación del Curso
E = entrega de de problemas, individual (1, factor)
D = discusión de problemas, equipo (20%), cada unidad 1 punto
C = control, individual (40%), cada unidad 2 puntos.
M = memoria, individual (20%), 2 puntos.
P = presentación, equipo (20%), 2 puntos.
Nota Final = E1*D1 + C1 + E2*D2 + C2 + M + P
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Física de Fluidos
UNIDAD 2
Alas. Flujo no viscoso. Potencial de velocidades y función de corriente.
Alas. Capa límite y separación.
Flujos muy viscosos. Fuerzas superficiales. Bajo número de Reynolds.
Flujo muy viscoso alrededor de una esfera. Rozamiento viscoso.
Convección. Flujos térmicos. Ecuaciones de la convección. Convección
forzada y libre. Aplicaciones en meteorología, geofísica y astrofísica.
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Fluido Newtoniano: fluido normal (agua, aire, aceite, miel)
Fluido ideal: fluido sin viscosidad
Viscosidad:
viscosidad baja: agua
viscosidad alta: miel
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Campo escalar: Temperatura
Campo escalar: Temperatura
Campo escalar: Presión
Campo vectorial: Velocidad del viento
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Ecuación de continuidad = conservación de la masa
Fluido ideal = fluido sin viscosidad
Ecuación del movimiento
Aceleración = Suma de fuerzas/masa
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Flujos en fluidos en rotación
huracanes
turbomáquinas
Vientos globales promedio
Vientos globales promedio
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Vientos geostrófico
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Olas: Efecto del fondo
¿ Avión supersónico = pato = supernova = fregadero ?
Física de Fluidos
UNIDAD 1
Fluidos newtonianos. Descripción del fluido: campos vectoriales y
escalares. Ecuación de continuidad. Ecuaciones del movimiento para
un fluido ideal. Vorticidad y circulación. Las ecuaciones del flujo
viscoso. Flujos viscosos simples. Convección y difusión de la
vorticidad. La capa límite.
Fluidos en rotación. Flujos en fluidos en rotación. Teorema de
Taylor-Proudman. Flujo geostrófico.
Ondas y olas. Olas gravitatorias en aguas profundas. Efectos de
tensión superficial: ondas capilares. Olas en aguas someras. Ondas
sonoras. Ondas de choque.
Ondas de Choque
Física de Fluidos
UNIDAD 2
Alas. Flujo no viscoso. Potencial de velocidades y función de corriente.
Alas. Capa límite y separación.
Flujos muy viscosos. Fuerzas superficiales. Bajo número de Reynolds.
Flujo muy viscoso alrededor de una esfera. Rozamiento viscoso.
Convección. Flujos térmicos. Ecuaciones de la convección. Convección
forzada y libre. Aplicaciones en meteorología, geofísica y astrofísica.
Física de Fluidos
UNIDAD 2
Alas. Flujo no viscoso. Potencial de velocidades y función de corriente.
Alas. Capa límite y separación.
Flujos muy viscosos. Fuerzas superficiales. Bajo número de Reynolds.
Flujo muy viscoso alrededor de una esfera. Rozamiento viscoso.
Convección. Flujos térmicos. Ecuaciones de la convección. Convección
forzada y libre. Aplicaciones en meteorología, geofísica y astrofísica.
¿Por qué vuela un avión? Fuerza de sustentación
¿Por qué vuela un avión? Fuerza de sustentación
¿Por qué vuela un barco? Fuerza de sustentación
¿Por qué vuela un barco? Fuerza de sustentación
Física de Fluidos
UNIDAD 2
Alas. Flujo no viscoso. Potencial de velocidades y función de corriente.
Alas. Capa límite y separación.
Flujos muy viscosos. Fuerzas superficiales. Bajo número de Reynolds.
Flujo muy viscoso alrededor de una esfera. Rozamiento viscoso.
Convección. Flujos térmicos. Ecuaciones de la convección. Convección
forzada y libre. Aplicaciones en meteorología, geofísica y astrofísica.
Flujo viscoso alrededor de una esfera
Flujo muy viscoso entre dos placas de vidrio
Física de Fluidos
UNIDAD 2
Alas. Flujo no viscoso. Potencial de velocidades y función de corriente.
Alas. Capa límite y separación.
Flujos muy viscosos. Fuerzas superficiales. Bajo número de Reynolds.
Flujo muy viscoso alrededor de una esfera. Rozamiento viscoso.
Convección. Flujos térmicos. Ecuaciones de la convección. Convección
forzada y libre. Aplicaciones en meteorología, geofísica y astrofísica.
Convección forzada: refrigeración, procesos industriales
Física de Fluidos
UNIDAD 2
Alas. Flujo no viscoso. Potencial de velocidades y función de corriente.
Alas. Capa límite y separación.
Flujos muy viscosos. Fuerzas superficiales. Bajo número de Reynolds.
Flujo muy viscoso alrededor de una esfera. Rozamiento viscoso.
Convección. Flujos térmicos. Ecuaciones de la convección. Convección
forzada y libre. Aplicaciones en meteorología, geofísica y astrofísica.
Convección libre
Convección libre
Clima: circulación global
Meteorología: nubes
Convección libre: Geofísica
Convección libre: Astrofísica