Mecánica 2
Correlativas: Mecánica analítica
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Programa:
INTRODUCCIÓN
Concepto de Fluido - Fluido como medio continuo – Partícula Fluida - Unidades - Consideraciones Termodinámicas - Viscosidad y Reología - Tensión Superficial - Presión de Vapor.
DESCRIPCIÓN DEL MOVIMIENTO
Descripción Lagrangeana – Descripción Euleriana – Campo de velocidad - Aceleración en Fluidos – Derivadas locales y convectivas – Descripción de Flujos.
MATEMÁTICA
Tensores cartesianos – Definición – Fuerzas de Superficie – Operadores diferenciales – Tensores simétricos y antisimétricos – Teorema de Gauss y Teorema de Stokes.
DEFORMACIONES Y CARACTERÍSTICAS DE FLUJOS
Deformaciones longitudinales y volumétricas – Ecuación de continuidad – Deformaciones por cizalladura – Tensor de deformaciones – Vorticidad y Circulación – Movimientos relativos – Flujos vortiginosos rotacionales e irrotacionales – Función corriente.
FUERZAS EN FLUIDOS
Fuerzas volumétricas de superficie y de línea – Tensor de esfuerzos
FLUIDOS EN REPOSO
Condiciones de equilibrio – Flotación en un fluido en reposo – Equilibrio estático de medios compresibles – Fluidos en reposo bajo gravedad externa – Fluidos autogravitantes.
LEYES DE CONSERVACIÓN Y ECUACIONES DINAMICAS
Teorema de Leibniz – Teorema de Reynolds – Volumen material y de control – Conservación de masa – Ecuación de continuidad – Conservación de impulso y ecuación de Cauchy – Conservación de impulso en un volumen de control – Conservación de impulso angular –
ECUACIONES DINAMICAS
Ecuación constitutiva en fluidos Newtonianos – Ecuación de Navier Stokes – Ecuación de Euler – Ecuación de Bernoulli - Sistemas rotantes – Dinámica de vórtices.
CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA Y TERMODINÁMICA Conservación de energía mecánica – Energía térmica y primera ley de la termodinámica – Segunda ley de la termodinámica – Aproximación de Boussinesq
Parte III: FLUIDOS PERFECTOS FLUJOS POTENCIALES
TEOREMA DE CIRCULACIÓN DE KELVIN
FLUJOS BIDIMENSIONALES
Potencial de velocidad – Condiciones de Contorno – Potencial complejo – Fuentes sumideros y dobletes – Flujo sobre una nariz – Un cilindro en una corriente – Cilindro rotante – Arrastre y sustentación en 2 dimensiones – Teorema de Blasius - Efecto Magnus.
TEORIA DE PERFILES
Teorema de Kutta Joukowski – Transformación de Joukowski – Sustentación de un ala.
ONDAS DE SUPERFICIE
Ondas de gravedad – Relación de dispersión – Características de las ondas de gravedad – Camino de las partículas fluidas – Aguas profundas y playas – Ondas de tensión superficial – Solitones – Ecuación de Kortweg de Vries – Ondas cnoidales.
ANÁLISIS DIMENSIONAL SIMILITUD DINAMICA
Adimensionalización de la ecuación de Navier Stokes – Número de Reynolds – Número de Fraude – Matriz dimensional – Teorema Pi – Números adimensionales.
FLUJOS DE BAJO NUMERO DE REYNOLDS
Flujo de Coutte – Flujo de Poisseuille – Fuerza de Stokes
FLUJOS DE ALTO NUMERO DE REYNOLDS
Teoría de capa límite – Espesor de la capa limite – Condiciones de consistencia - Capa plana – Solución de Blasius – Rotura del flujo laminar Desprendimiento de la capa limite – Cambios de régimen para crecientes números de Reynolds – Efecto Robin.
BIBLIOGRAFÍA
An Introduction to Fluid
Dynamics
by G. K. Batchelor, G.K. Batchelor
Fluid Mechanics
by L.D. Landau and E.M.Lifshitz
Fluid Mechanics
by Pijush K. Kundu
Mecánica de Fluidos
By R.E. Meyer
Incompressible Flow
by Ronald L. Panton
Dinámica de los Fluidos
by M.F. Hughes
Mecánica de Fluidos.
by FM White.