Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Proceso de Simulación CFD Código 730497223
Titulación
Mestrado Universitario en Enxeñaría Industrial (plan 2018)
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 2º cuatrimestre
Segundo Optativa 3
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
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
Descripción general 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 del título
Código Competencias del título
A4 ETI4 - Capacidad para el análisis y diseño de procesos químicos.
A5 ETI5 - Conocimientos y capacidades para el diseño y análisis de máquinas y motores térmicos, máquinas hidráulicas e instalaciones de calor y frío industrial
A20 EI4 - Conocimiento y capacidades para el proyectar y diseñar instalaciones eléctricas y de fluidos, iluminación, climatización y ventilación, ahorro y eficiencia energética, acústica, comunicaciones, domótica y edificios inteligentes e instalaciones de Seguridad.
B1 G1 Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos en la Ingeniería Industrial.
B2 G2 Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas.
B4 G4 Realizar investigación, desarrollo e innovación en productos, procesos y métodos.
B5 G5 Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental.
B6 CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
B7 CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
B13 G8 Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares.
B15 G10 Saber comunicar las conclusiones –y los conocimientos y razones últimas que las sustentan– a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
B16 G11 Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando de un modo autodirigido o 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 aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Ser capaz de llevar a cabo una simulación de dinámica de fluidos, desde la etapa de pre-procesado a la de post-procesado. AP4
AP5
AP20
BP1
BP2
BP4
BP6
BP7
BP13
BP16
CP1
CP5
CP8
CP9
CP11
Saber justificar las aproximaciones adecuadas cuando uno se enfrenta a un problema de ámbito industrial. BP1
BP2
BP4
BP6
BP7
BP13
BP15
BP16
CP1
CP3
CP5
CP7
CP8
CP11
Dominar los modelos de turbulencia y de capa límite y elegir el más adecuado en cada caso. AP4
AP5
AP20
BP1
BP2
BP4
BP6
BP7
BP13
BP16
CP1
CP5
CP11
Saber analizar de forma crítica los resultados de las simulaciones. AP4
AP5
AP20
BP1
BP2
BP4
BP5
BP6
BP7
BP13
BP15
BP16
CP1
CP3
CP5
CP7
CP8
CP11
Saber manejar un código CFD de fuente abierto y utilizarlo para un problema original. AP4
AP5
AP20
BP1
BP2
BP4
BP5
BP6
BP7
BP13
BP15
BP16
CP1
CP3
CP5
CP8
CP11

Contenidos
Tema Subtema
TEMA 1. Desarrollo de una simulación CFD 1.1 Identificación de las aproximaciones y modelos adecuados

1.2 Etapa de pre-procesado
1.2.1. Métodos de generación de malla
1.2.2. Establecimiento de las condiciones de contorno
1.2.3. Condiciones iniciales

1.3 Etapa de procesado
1.3.1. Propiedades del fluido
1.3.2. Control de tiempos y solución
1.3.3. Esquemas de discretización

1.4 Etapa de post-procesado
1.4.1. Residuos y criterios de convergencia
1.4.2. Uso de ParaView
1.4.3. Obtención de variables de interés
TEMA 2. Modelos de turbulencia y 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. Funciones de pared
TEMA 3. Introducción al código CFD OpenFoam y resolución de casos prácticos 3.1. Introducción a OpenFoam
3.1.1. Estructura básica de una simulación en OpenFoam

3.2. Resolución de casos tipo
3.2.1 Simulación de un flujo en una cavidad
3.2.2 Simulación de un flujo sobre una placa plana
PROYECTO INDIVIDUAL Proyecto individual

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Prácticas a través de TIC A4 A5 A20 B1 B2 B4 B13 B16 B7 B6 C1 C5 C9 C11 4 16 20
Trabajos tutelados A4 A5 A20 B2 B4 B5 B13 B15 B16 B7 B6 C3 C5 C7 C8 C11 5 14 19
Sesión magistral B1 B13 B16 B6 C1 C5 C8 C9 C11 12 24 36
 
Atención personalizada 0 0
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Prácticas a través de TIC Metodología que permite al alumnado aprender de forma efectiva, a través de actividades de carácter
práctico (demostraciones, simulaciones, etc.) la teoría de un ámbito de conocimiento, mediante la utilización de las tecnologías de la información y las comunicaciones.
Trabajos tutelados Metodología diseñada para promover el aprendizaje autónomo de los estudiantes, bajo la tutela del profesor y en escenarios variados (académicos y profesionales). Está referida prioritariamente al aprendizaje del "cómo hacer las cosas". Constituye una opción basada en la asunción por los estudiantes de la responsabilidad por su propio aprendizaje. Este sistema de enseñanza se basa en dos elementos básicos: el aprendizaje independiente de los estudiantes y el seguimiento de ese aprendizaje por el profesor tutor.
Sesión magistral Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de algunas preguntas dirigidas a los estudiantes, con la finalidad de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.

Atención personalizada
Metodologías
Trabajos tutelados
Prácticas a través de TIC
Descripción
Las prácticas consisten en la familiarización con el código CFD OpenFoam de código abierto y la realización de tutoriales básicos incluyendo: generación de malla, parametrización del solver y post-procesado de los resultados. Esta actividad se llevará a cabo bajo la dirección del profesor, que resolverá todas las dificultades con las que los estudiantes se encuentren.
El trabajo tutelado consiste en la resolución de un caso práctico con OpenFoam. Se empezará en el aula con el apoyo del profesor para resolver un máximo de dudas y el alumno lo finalizará de forma autónoma.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Trabajos tutelados A4 A5 A20 B2 B4 B5 B13 B15 B16 B7 B6 C3 C5 C7 C8 C11 Evaluación de una memoria.
Evaluación de la presentación de los alumnos delante de sus compañeros.
100
 
Observaciones evaluación

Trabajo autónomo individual. Será necesario entregar los materiales (documento y presentación) en tiempo y forma. Además, requerirá la exposición oral pública, empleando para eso la presentación entregada. Se tendrá en cuenta para la evaluación de esta actividad la memoria y la presentación entregada así como las contestaciones a las preguntas del profesor durante la presentación obligatoria. La no realización de la presentación supondrá una nota de cero.

Criterios generales de evaluación:
* Claridad, extensión y calidad de la memoria del trabajo.
* Claridad y calidad de la exposición oral del trabajo.
* Dominio del tema y adecuación de las contestaciones del alumno a las preguntas del profesor en la sesión de exposición.

En esta asignatura no se acepta dispensa académica.


Fuentes de información
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

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Métodos Computacionales para los Medios Continuos/730497221
Volúmenes Finitos en CFD/730497222

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
Simulación de Sistemas Mecánicos y Estructurales/730497224

Asignaturas que continúan el temario

Otros comentarios

El alumno ha de adquirir en sus estudios anteriores competencias en mecánica de fluídos y métodos numéricos equivalentes a las que se adquiren en un grado de ingeniería industrial. 

Para ayudar a conseguir un entorno inmediato sostenido y cumplir con el objetivo de la acción número 5: “Docencia e investigación saludable y sustentable ambiental y social” del "Plan de Acción Green Campus Ferrol": 

La entrega de los trabajos documentales que se realicen en esta materia: 

* Se solicitarán en formato virtual y/o soporte informático 

* Se realizará a través de Moodle, en formato digital sin necesidad de imprimirlos; 

* En caso de ser necesario realizarlos en papel: 

o No se emplearán plásticos 

o Se realizarán impresiones a doble cara. 

o Se empleará papel reciclado. 

o Se evitará la impresión de borradores.



(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías