Fundamentos de Mecánica de Fluidos [Hugo D. Pasinato] (Ejercicios)

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.

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