ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
VICERRECTORADO ACADEMICO - DECANATO DE POSTGRADOS
SÍLABO DE LA ASIGNATURA
1. INFORMACIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA
Código:
MECP2013
Nombre:
MECÁNICA DE FLUIDOS AVANZADA
Modalidad de la asignatura
Presencial
Idioma de impartición de la asignatura:
Español
Organización del aprendizaje
Número de Horas
Aprendizaje en contacto con el profesor
48.0
Aprendizaje práctico-experimental
12.0
Aprendizaje autónomo
84.0
TOTAL DE HORAS
144,00
CRÉDITOS DELA ASIGNATURA
3,00
2. PALABRAS CLAVE
flujo viscoso,capa límite,flujo irrotacional,estabilidad y turbulencia,efectos térmicos
3. OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA
Analizarsistemas complejos de ingenieríautilizando los principios fundamentales, métodos experimentales, ymodelos
matemáticosdesarrollados en la mecánica de fluidos para la descripción del comportamiento de fluidos en movimiento.
4. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
Esta asignatura de formación disciplinar avanzada, presentadalos principales conceptos y tópicos de Mecánica de Fluidos a
nivel de postgrado. El curso tiene un tratamiento matemático riguroso para la descripción del flujo de fluidos incluyendo
ecuaciones diferenciales parciales, análisis numérico y mecánica clásica, que permiten describir de manera compacta y
general modelos de los fenómenos físicos dominantes del flujo de fluidos. El curso está estructurado de tal forma que se
estudiará flujo no viscoso, irrotacional, análisis dimensional, flujo viscoso, capa límite y su separación, introducción a la
turbulencia, flujos compresibles, y los efectos térmicos producidos por flujos de fluidos.
5. CONOCIMIENTOS Y/O COMPETENCIAS PREVIOS
Conocimientos básicos de mecánica de fluidos Conocimientos de cálculo vectorial, ecuaciones diferenciales parciales y
mecánica del medio continuo. Habilidad de lectura comprensiva de textos académicos y científicos en el idioma inglés
6. RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Resultado de aprendizaje del programa (Ya
Resultados de aprendizaje de las Asignatura (Ya declarados previamente/en función de los contenidos)
declarados perviamente)
1
Modelar matemáticamente los fenómenos físicos relevantes del flujo de fluidos para el análisis, diseño y optimización de
aplicaciones de ingeniería mecánica.
2
Diseñar experimentos de mecánica de fluidos haciendo uso de conceptos de análisis dimensional para simplificar la
experimentación.
3
Aplicar conceptos integrales de conservación de masa, momento y energía al flujo de fluidos en aplicaciones ingenieriles.
4
Resolver problemas de mecánica de fluidos usando conceptos de turbulencia y su modelamiento.
7. LISTADO DE UNIDADES
Horas de componentes
Unidad
Nombre de las Unidades y Subunidades
Contacto con
el profesor
PrácticoExperimental
Aprendizaje
autónomo
5
0
8
1. Principios fundamentales y sus aplicaciones
1.
1.1. Ecuación general de transporte
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Horas de componentes
Unidad
Nombre de las Unidades y Subunidades
Contacto con
el profesor
PrácticoExperimental
Aprendizaje
autónomo
5
0
8
10
2
18
5
2
10
10
3
18
8
3
10
5
1
10
1. Principios fundamentales y sus aplicaciones
1.2. Teorema de Transporte de Reynolds y sus aplicaciones
1.
1.3. Ecuaciones gobernantes acopladas del movimiento de
un fluido con transferencia de calor
1.4. Introducción a técnicas experimentales para estudio
de fluidos
2. Teoría de flujo irrotacional y sus aplicaciones
2.1. Vorticidad, circulación, y flujos no viscosos
2.2. Propiedades generales del flujo irrotacional
2.3. Características generales del flujo irrotacional
provocado por el movimiento de un cuerpo rígido
2.4. Teorema de Momentum aplicado a flujos no viscosos
2.
2.5. Aplicaciones del Teorema de Bernoulli a flujos
estacionarios
2.6. Función Potencial de velocidad y corriente y su
notación compleja
2.7. Teorema de Bernoulli en flujos no estacionarios
2.8. Aproximaciones del flujo alrededor de geometrías
sencillas: cilindro circular y folios
3. Similitud y Análisis dimensional
3.1. Teorema Pi Buckingham y variables adimensionales
3.
3.2. Limites asintóticos de las ecuaciones gobernantes
3.3. Escalado con variables adimensionales
3.4. Aplicaciones del diseño de experimentos en la
mecánica de fluidos
4. Flujo viscoso incompresible
4.1. Ecuaciones gobernantes en forma diferencial para
fluidos newtonianos
4.2. Ecuación de Navier-Stokes y sus condiciones de
frontera
4.
4.3. Estabilidad de flujos viscosos
4.4. Flujo alrededor de una Placa plana
4.5. Capa límite laminar y turbulenta
4.6. Separación del flujo y los efectos del gradiente de
presión
4.7. Flujos complejos dominados por la viscosidad: Flujo de
Stokes
5. Estabilidad del flujo y turbulencia
5.1. Teoría de estabilidad lineal y transición de flujos
5.2. Conceptos fundamentales en turbulencia
5.
5.3. Interpretación física de las ecuaciones gobernantes
promediadas
5.4. Descripción estadística de la turbulencia
5.5. Cascadas de energía y espectro de turbulencia
5.6. Modelos de turbulencia y sus aplicaciones
6.
6. Flujos compresibles
6.1. Definición y características del gas ideal
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Horas de componentes
Unidad
Nombre de las Unidades y Subunidades
Contacto con
el profesor
PrácticoExperimental
Aprendizaje
autónomo
5
1
10
5
1
10
6. Flujos compresibles
6.
6.2. Flujo adiabático e isentrópico de un gas ideal
6.3. Flujo no isentrópico de un gas ideal
6.4. Aproximaciones de flujos compresibles 2D
7. Efectos térmicos en flujos
7.1. Principios fundamentales de transferencia de masa y
calor: conducción, convección y difusión
7.
7.2. Conservación de energía y calor
7.3. Modelamiento acoplado y desacoplado de fluidos
7.4. Aproximaciones de flujos externos e internos
8. METODOLOGÍA
Estrategia metodológica general: Clases magistrales para cada proceso y aprendizaje basado en investigación.
Técnicas de aprendizaje: mapas conceptuales, debate dirigido, técnica expositiva y apoyos didácticos.
Actividades: Talleres, proyectos, video-foro, conferencia, lectura independiente.
Relación entre la teoría y la práctica: Experimentos.
9. EVALUACIÓN POR COMPONENTES DEL APRENDIZAJE
Porcentaje
%
COMPONENTE
Tipo de evaluación
Formativa
Sumativa
1
Aprendizaje en contacto con el profesor
40,00
Diagnóstica
x
x
2
Aprendizaje práctico-experimental
20,00
x
x
3
Aprendizaje autónomo
40,00
x
x
10. BIBLIOGRAFÍA
Básica:
Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen, David R. Dowling, Fluid Mechanics (Sixth Edition), Academic Press, 2016,
Stephen B. Pope, Turbulent Flows, Cambridge University Press, 2000
An Introduction to Fluid Dynamics. G. K. Batchelor.
11. RESPONSABLES DE LA ELABORACIÓN DEL SÍLABO
Nombre
Responsabilidad
PERALTA JARAMILLO JUAN MANUEL
Colaborador
PAREDES ALVARADO RUBEN JOSE
Coordinador de asignatura
SILVA LEÓN JORGE FRANCISCO
Colaborador
CASTILLO OROZCO EDUARDO ADÁN
Colaborador
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