Educational guide 2020_21
Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo
Grao en Enxeñaría Aeroespacial
 Materias
  Mecánica de fluídos II e CFD
   Contidos
Tema Subtema
CFD. Ecuacións xerais e fenómenos de transporte

Tema 1: Resumo das ecuacións xerais.

Notación integral
Notación diferencial
Forma conservativa.
Notación compacta
Modelos límite máis comúns
Condicións de contorno máis comúns
CFD. Turbulencia Tema 2: Introdución á turbulencia

Introdución

Escala de Kolmogorov

Inviabilidad da simulación numérica directa

Modelos de turbulencia:

Modelos RANS:
-Medias de Reynolds e de Favre
-Ecuacións promediadas. Esforzos aparentes de Reynolds. Problema do peche
- Hipótese de Boussinesq: modelos algebraicos, dunha ecuación e de dúas
ecuacións
- Leis de parede. Modelos de alto e baixo número de Reynolds
- Modelos de transporte de esforzos aparentes de Reynolds

Modelos LLES: Descrición
CFD. Introdución á dinámica de Fluídos Computacional Tema 3: Métodos FVM de resolución numérica das ecuacións de Navier-Stokes.

Métodos de Volumes Finitos (FVM):
- Introdución
- Discretización do dominio computacional
- Discretización das ecuacións de fluídos
- Ecuacións discretizadas en FVM
- Discretización das condicións de contorno


Fluxos incompresibles. Ecuación de presión
- Métodos de compresibilidad artificial
- Axustes presión-velocidade
- Métodos de aceleración da resolución numérica máis comúns


Tema 4: Introdución ao uso de distintos software
(OpenFoam e Fluent) de simulación numérica de fluídos. Prácticas en aula informática.

*O uso deste software quedará condicionado
á dispoñibilidade de licenzas de uso por parte
do centro así como á correcta instalación dos
mesmos na aula informática asignada

Aplicacións:

- Fluxo laminar no interior dunha cavidade
- Fluxo nun dispositivo mesturador de correntes
- Forzas aerodinámicas sobre corpos:
Fluxo ao redor dun obstáculo. Fluxo laminar e fluxo turbulento
Cálculo da rúa de Kármán tras un corpo romo
Fluxo incompresible sobre perfil aerodinámico
Fluxo transónico sobre perfil aerodinámico

-Exercicios/Proxectos propostos de simulación numérica para ser resoltos de forma máis independente polos alumnos.
Mecánica de Fluídos II. Fluxo de fluídos ideais. Movementos irrotacionais Tema 1: Movementos irrotacionais.
Condicións de irrotacionalidad
Ecuacións do movemento irrotacional
Condicións iniciais e de contorno
Movemento irrotacional de líquidos
Principio de superposición
Potencial de velocidades a grandes distancias dun obstáculo
Movemento plano irrotacional de líquidos: Solucións elementais. Corrente en recunchos e esquinas. Corrente ao redor dun cilindro con circulación
Movemento irrotacional bidimensional de gases
Expansión de Prandtl-Meyer

Tema 2: Movementos con superficies de discontinuidad
Ecuacións do salto das magnitudes fluídas nunha discontinuidad
Discontinuidades normais e tangenciales
Ondas de choque normais
Ondas de choque *oblicuas

Aplicación: Movemento case *unidimensional de fluídos ideais: Área crítica. Movemento en *toberas. Carga e descarga en depósitos.
Ondas de choque. Relación de
*Hugoniot.
Mecánica de Fluídos II. Movementos unidimensionales non estacionarios de fluídos ideais Tema 3: Movemento unidimensional non estacionario de fluídos ideais.
Efecto de compresibilidad na líquidos
Apertura e peche de válvulas. Golpe de ariete

Ecuacións do movemento unidireccional non estacionario en gases. Ondas simples
Mecánica de Fluídos II. Movemento a baixos números de Reynolds Tema 4: Movemento a baixos números de Reynolds
Ecuacións. Condicións iniciais e de contorno
Aplicación a fluídos incompresibles. Movementos ao redor dun cilindro e unha esfera
Lubricación: Ecuación de Reynolds da lubricación 3D.
Aplicacións. cojinete cilíndrico, lubricación con gases, patín rectangular, ...
Mecánica de Fluídos II. Capa límite Tema 5: Capa límite laminar

Capa límite laminar incompresible.
Solucións de semellanza. Capa límite sobre placa plana. Solución de Blausius

Capa límite laminar compresible

Capa límite térmica a baixas velocidades
Mecánica de Fluídos II. Prácticas de laboratorio - Ensaio en banco de aerodinámica:
Medición capa límite

- Ensaio en túnel de vento de baixa velocidade
Distribución de presións sobre perfil aerodinámico
Distribución de presións sobre corpo romo

- Distribución de presións en toberas converxentes e converxentes-diverxentes. Magnitudes críticas. Ondas de choque. Bloqueo sónico.

*A realización desta práctica quedará condicionada á dispoñibilidade do equipo experimental na data de realización da mesma
Universidade de Vigo            | Reitoría | Campus Universitario | C.P. 36.310 Vigo (Pontevedra) | Spain | Tlf: +34 986 812 000