Teaching
Fluid Physics: Code P1211222, Credits 3 ECTS
1. Introducción
Definiciones y notaciones. Ejemplos.
Sistemas lagrangianos y eulerianos.
Ecuaciones de Balance. Masa, momento y energía. Tensiones y deformaciones.
Ecuación de Navier-Stokes. Ecuación de continuidad.
Aproximaciones a Navier-Stokes: Euler, Bernoulli, Boussinesq e Hidrostática.
Fluidos newtonianos y no-newtonianos.
Reología de materiales viscoelásticos: Función característica. Efecto de mojado en materiales. Polímeros. Fluidos granulares
2. Fluidos Perfectos
Líneas de corriente.
Fluidos potenciales: Fuentes y sumideros, dipolos, esferoide de Rankine.
Paradoja de D’Alembert y Ley de Kutta. Efecto Magnus.
3. Fluidos Viscosos
Soluciones de Navier-Stokes para fluidos viscosos incompresibles: flujo laminar entre dos placas paralelas, flujo de Couette y flujo de Poiseuille.
Ley de Stokes. Problema de la gota. Reynolds pequeño.
Ecuaciones de la capa límite. Solución de Prandtl/Blasius. Reynolds alto.
Fuerzas de resistencia y sustentación. Aerodinámica.
Movimiento oscilatorio de un fluido viscoso.
Película delgada.
4. Ondas
Definiciones. Parámetros de ondas.
Ondas gravitacionales superficiales. Efecto de la tensión superficial y la viscosidad. Drift de Stokes.
Ondas internas en fluidos estratificados. Ondas topográficas. Lee waves.
Ondas en fluidos en rotación.
Ondas geofísicas.
5. Inestabilidades
Estabilidad e inestabilidad. Ecuación de Landau.
Inestabilidad de Rayleigh-Taylor.
Inestabilidad de Rayleigh-Plateau.
Inestabilidad de Saffman-Taylor. Diffusion Limited Aggregation (DLA).
Inestabilidad de Kelvin-Helmholtz.
Convección. Inestabilidad de Rayleigh-Bénard y convección de Marangoni.
Inestabilidad de Taylor-Couette o del flujo entre dos cilindros concéntricos. Vórtices de Taylor.
6. Turbulencia
Turbulencia.
Transición a la turbulencia. Intermitencia. Caos.
Ecuaciones promediadas.
Problema del cierre. Ecuación de la energía cinética turbulenta (TKE).
Leyes experimentales de la turbulencia plenamente desarrollada; ley 2/3 y ley de la disipación finita de la energía.
Hipótesis de Kolmogorov, 1941.
Cascada de Richardson.
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