Mestrado Universitario en Enxeñaría Industrial (plan 2018)
Descriptores
Ciclo
Período
Curso
Tipo
Créditos
Mestrado Oficial
2º cuadrimestre
Segundo
Optativa
3
Idioma
Castelán
Modalidade docente
Presencial
Prerrequisitos
Departamento
Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinación
Lema Rodríguez, Marcos
Correo electrónico
marcos.lema@udc.es
Profesorado
Gosset , Anne Marie Elisabeth
Lema Rodríguez, Marcos
López Peña, Fernando
Correo electrónico
anne.gosset@udc.es
marcos.lema@udc.es
fernando.lopez.pena@udc.es
Web
Descrición xeral
Esta materia céntrase no desenvolvemento completo dun proceso de simulación CFD e a metodoloxía para seguir. Salientarase sobre as aproximacións e as limitacións do método para que o alumno teña unha visión crítica do que pode alcanzar coas ferramentas CFD. Prestarase especial atención aos modelos máis utilizados en CFD (turbulencia e capa limite).
Competencias do título
Código
Competencias / Resultados do título
A4
ETI4 - Capacidade para a análise e o deseño de procesos químicos.
A5
ETI5 - Coñecementos e capacidades para o deseño e a análise de máquinas e motores térmicos, máquinas hidráulicas e instalacións de calor e frío industrial.
A20
EI4 - Coñecemento e capacidades para o proxectar e deseñar instalacións eléctricas e de fluídos, iluminación, climatización e ventilación, aforro e eficiencia enerxética, acústica, comunicacións, domótica e edificios intelixentes e instalacións de seguridade.
B1
CB6 - Posuír e comprender coñecementos que acheguen unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación.
B2
CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en ámbitos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo.
B4
CB9 - Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións -e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan- a públicos especializados e profanos dun modo claro e sen ambigüidades.
B5
CB10 - Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que terá que ser en boa medida autodirixido ou autónomo.
B6
G1 - Ter coñecementos adecuados dos aspectos científicos e tecnolóxicos na Enxeñería Industrial.
B7
G2 - Proxectar, calcular e deseñar produtos, procesos, instalacións e plantas.
B13
G8 - Aplicar os coñecementos adquiridos e resolver problemas en contornas novas ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos e multidisciplinares.
B15
G10 - Saber comunicar as conclusións –e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan– a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüidades.
B16
G11 - Posuír as habilidades de aprendizaxe que permitan continuar estudando dun modo autodirigido ou autónomo.
C1
ABET (a) - An ability to apply knowledge of mathematics, science, and engineering.
C3
ABET (c) - An ability to design a system, component, or process to meet desired needs within realistic constraints such as economic, environmental, social, political, ethical, health and safety, manufacturability, and sustainability.
C5
ABET (e) - An ability to identify, formulate, and solve engineering problems.
C7
ABET (g) - An ability to communicate effectively.
C8
ABET (h) - The broad education necessary to understand the impact of engineering solutions in a global, economic, environmental, and societal context.
C9
ABET (i) - A recognition of the need for, and an ability to engage in life-long learning.
C11
ABET (k) - An ability to use the techniques, skills, and modern engineering tools necessary for engineering practice.
Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe
Competencias / Resultados do título
Ser capaz de levar a cabo unha simulación de dinámica de fluídos, desde a etapa de pre-procesado á de post-procesado.
AP4 AP5 AP20
BP1 BP2 BP4 BP6 BP7 BP13 BP16
CP1 CP5 CP8 CP9 CP11
Saber xustificar as aproximacións adecuadas cando un enfróntase a un problema de ámbito industrial.
BP1 BP2 BP4 BP6 BP7 BP13 BP15 BP16
CP1 CP3 CP5 CP7 CP8 CP11
Dominar os modelos de turbulencia e de capa límite e elixir o máis adecuado en cada caso
AP4 AP5 AP20
BP1 BP2 BP4 BP6 BP7 BP13 BP16
CP1 CP5 CP11
Saber analizar de forma crítica os resultados das simulacións.
AP4 AP5 AP20
BP1 BP2 BP4 BP5 BP6 BP7 BP13 BP15 BP16
CP1 CP3 CP5 CP7 CP8 CP11
Saber analizar de forma crítica os resultados das simulacións.
AP4 AP5 AP20
BP1 BP2 BP4 BP5 BP6 BP7 BP13 BP15 BP16
CP1 CP3 CP5 CP8 CP11
Contidos
Temas
Subtemas
TEMA 1. Desenvolvemento dunha simulación CFD
1.1 Identificación das aproximacións e modelos adecuados
1.2 Etapa de pre-procesado
1.2.1. Métodos de xeración de malla
1.2.2. Establecemento das condicións de contorno
1.2.3. Condicións iniciais
1.3 Etapa de procesado
1.3.1. Propiedades do fluído
1.3.2. Control de tempos e solución
1.3.3. Esquemas de discretización
1.4 Etapa de post-procesado
1.4.1. Residuos e criterios de converxencia
1.4.2. Uso de ParaView
1.4.3. Obtención de variables de interese
TEMA 2. Modelos de turbulencia e capa límite en CFD
2.1. Modelos de turbulencia
2.1.1. Simulación laminar
2.1.2. Modelos RANS
2.1.3. LES
2.2. Funcións de parede
TEMA 3. Introdución ao código CFD OpenFoam e resolución de casos prácticos
3.1. Introdución a OpenFoam
3.1.1. Estrutura básica dunha simulación en OpenFoam
3.2. Resolución de casos tipo
3.2.1 Simulación dun fluxo nunha cavidade
3.2.2 Simulación dun fluxo sobre unha placa plana
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado
Metodoloxías
Metodoloxías
Descrición
Prácticas a través de TIC
Metodoloxía que permite ao alumnado aprender de forma efectiva, a través de actividades de carácter práctico (demostracións, simulacións, etc.) a teoría dun ámbito de coñecemento, mediante a utilización das tecnoloxías da información e as comunicacións.
Traballos tutelados
Metodoloxía deseñada para promover a aprendizaxe autónoma dos estudantes, baixo a tutela do profesor e en escenarios variados (académicos e profesionais). Está referida prioritariamente á aprendizaxe do "como facer as cousas". Constitúe unha opción baseada na asunción polos estudantes da responsabilidade pola súa propia aprendizaxe. Este sistema de ensino baséase en dous elementos básicos: a aprendizaxe independente dos estudantes e o seguimento desa aprendizaxe polo profesor titor.
Sesión maxistral
Exposición oral complementada co uso de medios audiovisuais e a introdución dalgunhas preguntas dirixidas aos estudantes, coa finalidade de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe.
Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Prácticas a través de TIC
Descrición
As prácticas consisten na familiarización co código CFD OpenFoam de código aberto e a realización de titoriais básicos incluíndo: xeración de malla, parametrización do solver e post-procesado dos resultados. Esta actividade levará a cabo baixo a dirección do profesor, que resolverá todas as dificultades coas que os estudantes se atopen.
O traballo tutelado consiste na resolución dun caso práctico con OpenFoam. Empezarase na aula co apoio do profesor para resolver un máximo de dúbidas e o alumno finalizarao de forma autónoma.
Avaliación dunha memoria.
Avaliación da presentación dos alumnos diante dos seus compañeiros.
100
Observacións avaliación
Traballo autónomo individual. Será necesario entregar os materiais (documento e presentación) en tempo e forma. Ademais, requirirá a exposición oral pública, empregando para iso a presentación entregada. Terase en conta para a avaliación desta actividade a memoria e a presentación entregada así como as contestacións ás preguntas do profesor durante a presentación obrigatoria. A non realización da presentación supoñerá unha nota de cero.
Criterios xerais de avaliación:
* Claridade, extensión e calidade da memoria do traballo.
* Claridade e calidade da exposición oral do traballo.
* Dominio do tema e adecuación das contestacións do alumno ás preguntas do profesor na sesión de exposición.
Nesta asignatura non se acepta dispensa académica.
Fontes de información
Bibliografía básica
H K Versteeg, W. Malalasekera (2007). An introduction to Computational Fluid Dynamics. Pearson. Prentice Hall
C J Greenshields (2018). OpenFoam User guide. Version 6. The OpenFoam Foundation
Bibliografía complementaria
Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Métodos Computacionales para os Medios Continuos/730497221
Volumes Finitos en CFD/730497222
Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Simulación de Sistemas Mecánicos e Estruturais/730497224
Materias que continúan o temario
Observacións
O alumno ha de adquirir nos seus estudos anteriores competencias en mecánica de fluídose métodos numéricos equivalentes ás que se adquiren nun grao de enxeñería industrial.
Para axudar a conseguir unha contorna inmediata sostida e cumprir co obxectivo da acción número 5: “Docencia e investigación saudable e sustentable ambiental e social” do "Plan de Acción Green Campus Ferrol":
A entrega dos traballos documentais que se realicen nesta materia:
* Solicitaranse en formato virtual e/ou soporte informático
* Realizarase a través de Moodle, en formato dixital sen necesidade de imprimilos;
* En caso de ser necesario realizalos en papel:
Non se empregarán plásticos
Realizaranse impresións a dobre cara.
Empregarase papel reciclado.
Evitarase a impresión de borradores.
(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica
da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do
órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías