El material presentado aquí es una introducción a los fundamentos de Mecánica de Fluidos. Se presentan todos los conceptos y principios en los cuales se basan las ecuaciones, manteniendo siempre el nivel introductorio correspondiente a un curso básico de ingeniera. Se concentra en un mismo material el estudio de la cinemática y dinámica de un fluido en movimiento, hasta llegar a las ecuaciones para un fluido Newtoniano o ecuaciones de Navier-Stokes.

Como punto de partida se define a la Mecánica de Fluidos como la ciencia que estudia la cinemática y dinámica de los fluidos ante la acción de fuerzas aplicadas. Y se puede afirmar que los conocimientos de Mecánica de Fluidos son científicos, porque conforman teorías corroboradas por la experimentación.

Fundamentos de Mecánica de Fluidos [Hugo Darío Pasinato]

Una particularidad de Mecánica de Fluidos es la necesidad de trabajar con álgebra vectorial. Los conceptos de flujo, gradiente de un escalar, divergencia de un vector y los productos escalares y vectoriales son de uso frecuente. Esta breve revisión tiene por objetivo recordar los mismos en el contexto de Mecánica de Fluidos, aun cuando no es completa ni general.

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Contenido:

  • Introducción
    • Orígenes de la Mecánica de Fluidos
    • Introducción a la Mecánica de Fluidos
    • Revisión de álgebra vectorial
      • Escalares, vectores y tensores
      • Operadores gradiente y divergencia
    • Ejercicios
  • Cinemática de un fluido en movimiento
    • Descripción del movimiento de un fluido
      • Movimiento traslacional
      • Movimiento rotacional
    • Descripción de la deformación de un fluido
      • Deformación longitudinal
      • Deformación angular
    • Movimiento relativo entre dos puntos de una partícula
    • Dilatación cubica y divergencia de la velocidad
    • Teorema de Transporte
    • Ley de conservación de masa
    • Consecuencia de la irracionalidad
    • Consecuencia de la incompresibilidad
    • Circulación y el teorema de Stokes
    • Ejercicios
  • Dinámica de un fluido en movimiento
    • Ecuación de cantidad de movimiento integral
    • Estado de tensiones en un fluido
      • Equilibrio de fuerzas en un punto
      • Estado de tensiones en un punto
    • Ecuaciones diferenciales de cantidad de movimiento
    • Ecuaciones de Navier-Stokes
      • Especialización de las ecuaciones de Navier-Stokes
    • Ejercicios
  • Bibliografıa

 

Autor: Hugo D. Pasinato