Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Mecánica de fluidos Código 730G05019
Titulación
Grao en Enxeñaría Naval e Oceánica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
Lema Rodríguez, Marcos
Correo electrónico
marcos.lema@udc.es
Profesorado
Lema Rodríguez, Marcos
López Peña, Fernando
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
marcos.lema@udc.es
fernando.lopez.pena@udc.es
abraham.prieto@udc.es
Web
Descripción general A mecánica de fluídos debe ser considerada como unha materia básica na formación dun enxeñeiro técnico naval. Neste curso o alumno estudará os conceptos fundamentais de cinemática e estática de fluídos, chegará a entender o significado das ecuacións de conservación tanto en forma integral como diferencial, comprenderá a necesidade e aprenderá a simplificar estas ecuacións e estudará o movemento de fluídos, a teoría da capa límite e a turbulencia.

Competencias del título
Código Competencias del título
A7 Conocimiento de los conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos y de su aplicación a las carenas de buques y artefactos, y a las máquinas, equipos y sistemas navales.
B5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B6 Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
C4 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Explicar los principios fundamentales que rigen el comportamiento de los medios fluidos a partir de los principios básicos de conservación y constitución. A7
B5
B6
C4
Resolver problemas sencillos de fluidoestática. A7
B5
B6
C4
Aplicar los métodos y conceptos de cinemática para la descripción de flujos de fluidos. A7
B5
B6
C4
Aplicar las ecuaciones de la Mecánica de Fluidos a los cálculos de balance de masa, fuerzas y energía. A7
B5
B6
C4
Aplicar las técnicas de análisis dimensional a la obtención leyes de semejanza en experimentación, y para la simplificación de las ecuaciones en función de las características de cada caso. A7
B5
B6
C4

Contenidos
Tema Subtema
Introducción a la mecánica de fluidos Introducción
• Objeto y aplicaciones
• Sólidos, líquidos y gases
• Clasificación de los tipos principales de flujos: laminar/turbulento, compresible/incompresible, interno/externo, ideal/viscoso
• Campos de aplicación de la mecánica de fluidos
• Relaciones con otras ciencias

Definiciones e hipótesis básicas
• Los fluidos como medios continuos
• Hipótesis del equilibrio termodinámico local
• Magnitudes fluidas
• Concepto de partícula fluida

Fuerzas en el seno de un fluido
• Fuerzas de volumen y fuerzas másicas.
• Fuerzas de superficie. Tensor de esfuerzos
Cálculos de tuberías, canales y sistemas de fluidos Fluidos ideales: Ecuaciones de Euler y Bernouilli
• Condiciones de flujo ideal
• Obtención de las ecuaciones de Euler a partir de las de Navier-Stokes
• Condiciones iniciales y de contorno
• Movimientos isentrópicos y homentrópicos
• Ecuación de Euler-Bemouilli
• Ecuación de Bernouilli
• Magnitudes de remanso
• Aplicaciones prácticas de la ecuación de Bernouilli:sonda de Pitot, tubo de Venturi, efecto Venturi.

Flujos externos y capa límite
• Fuerzas sobre cuerpos en el seno de fluidos
• Fuerza de resistencia: Resistencia de presión y fricción
• Conceptos básicos de capa límite
• Cuerpos romos y fuselados. Desprendimiento de capa límite. Paradoja de d’Alembert.

Flujos internos: Pérdidas de carga
• Flujos en conductos
• Pérdidas de carga: Ecuación de Bernouilli generalizada
• Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody
• Pérdidas de carga locales. Coeficientes K de varias singularidades.
• Redes de tubería en serie y paralelo
Aplicación al campo de la ingeniería Fluidostática I
• Ecuación general de la fluidostática
• Condiciones que han de cumplir las fuerzas másicas para que el fluido pueda estar en reposo.
• Ecuación de la fluidostática en el caso de que las fuerzas másicas deriven de un potencial

Fluidostática II
• Hidrostática. Aplicaciones (principio de Pascal, manómetros...)
• Fuerzas hidrostáticas sobre superficies sólidas
• Principio de Arquímedes
• Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes
• Movimiento de cuerpo rígido

Cinemática
• Sistemas de referencia de Lagrange y Euler
• Tipos particulares de movimientos fluidos
• Representación y visualización de flujos: sendas, trayectorias, trazas, líneas fluidas y líneas de corriente
• Concepto de derivada sustancial
• Vector aceleración de una particula fluida
• Tensor gradiente de velocidad
• Descomposición e interpretación física del tensor
• Vorticidad
• Teorema del transporte de Reynolds

Ecuaciones fundamentales: conservación de la masa
• Los modelos fluidos y las leyes de conservación
• Principio de conservación de la masa: ecuación de continuidad en forma integral
• Simplificación para el caso con movimiento estacionario y/o incompresible

Ecuaciones fundamentales: conservación de cantidad de movimiento
• Fuerzas en el seno de un fluido
• Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral
• Elección del volumen de control

Ecuaciones fundamentales: conservación de la energía
• Primera ley de la termodinámica en un volumen de control
• La ecuación de la energía en forma integral
• Balance de energía en presencia de máquinas hidráulicas

Análisis dimensional
• Objeto y aplicaciones del análisis dimensional
• Principio de homogeneidad dimensional
• Teorema Pi de Buckingham
• Los parámetros adimensionales importantes en mecánica de fluidos: Strouhal, Euler, Mach y cavitación, Reynolds, Froude, Prandtl

Modelos adimensionales
• Semejanza física y modelado en Mecánica de Fluidos
• Condiciones para la semejanza
• Semejanza física parcial

Prácticas de Laboratorio

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A7 B5 B6 C4 24 36 60
Prácticas de laboratorio A7 B5 C4 5 15 20
Prueba mixta A7 B6 C4 0 4 4
Trabajos tutelados A7 B5 C4 1 4 5
Solución de problemas A7 B5 C4 21 38 59
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Actividad que sirve para establecer los conceptos fundamentales de la materia. Consiste en la exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de algunas preguntas dirigidas a los estudiantes, con el fin de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.
Prácticas de laboratorio Desarrollo de prácticas en el laboratorio de mecánica de fluidos. Los alumnos obtendrán datos experimentales de los valores de distintas magnitudes fluidodinámicas en los distintos bancos y equipos del laboratorio. Posteriormente deberán de hacer un tratamiento de los datos que les permita tener un conocimiento preciso de los fenómenos estudiados.
Prueba mixta Se realizarán dos pruebas de evaluación, una a mediados y otra al final de curso. Consistirán en una prueba escrita en la que habrá que responder a diferentes tipos de preguntas tanto teóricas como resolver problemas cortos y largos.
Trabajos tutelados Metodología diseñada para promover el aprendizaje autónomo de los estudiantes, bajo la tutela del profesor en clase.
Este sistema de enseñanza se basa en dos elementos básicos: el aprendizaje independiente de los estudiantes y el seguimento de este aprendizaje por el profesor-tutor.
En ese sentido, se llevarán a cabo a lo largo del curso, varios ejercicios durante las horas de clase para realizar un seguimiento continuo del proceso de aprendizaje de los alumnos en la materia.
Solución de problemas El profesor explicará el método y la forma que se ha de seguir en la resolución de distintos tipos de problemas. Los problemas serán ejercicios de aplicación de las distintas partes que conforman la materia. En cada parte se comenzará con ejercicios simples que se irán haciendo mas complejos con el fin de adaptarlos lo mas posible a casos reales. El alumno dispondrá de una colección de problemas que podrá resolver por si mismo.

Atención personalizada
Metodologías
Solución de problemas
Prácticas de laboratorio
Descripción
La atención personalizada en tutorías es importante para el seguimiento del alumnado y la resolución de las dificultades que puedan encontrar en el aprendizaje de los conceptos de las sesión magistrales, en la resolución de los problemas, y de la realización de las memorias y hojas de cálculo de las prácticas de laboratorio.

La prácticas de laboratorio se realizarán en parejas, dentro de grupos reducidos. Esto permite a los docentes prestar una atención personalizada en el laboratorio. En cada momento, cada pareja está realizando una práctica diferente, y las parejas van rotando a lo largo de la sesión.

Al alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia se le podrá adaptar los horarios de tutorías y prácticas de laboratorio para hacerlos compatibles con sus circunstancias laborales y personales.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A7 B5 C4 Las asistencia a las practicas de laboratorio es obligatoria. Deberá realizarse también una memoria de prácticas cuya nota mínima será de 5 sobre 10 para estar aprobada.

Los alumnos que realicen y aprueben las prácticas en un mismo año académico, y en caso de no aprobar la asignatura, no tendrán que repetirlas en los dos cursos siguientes al que hayan realizado las prácticas. En ningún caso se evaluarán memorias de prácticas realizadas en cursos precedentes.
15
Prueba mixta A7 B6 C4 Se realizará una prueba a mitad del curso y otra al final. Cada una de las dos pruebas tendrá una parte de problemas y otra de teoría que constará no solo de preguntas de conceptos teóricos sino también de ejercicios simples de aplicación de los conceptos teóricos desarrollados en clase. Esta parte tendrá un peso del 50% de la nota de la prueba. La parte de problemas tendrá un peso del 50%.

Si la nota de la primera prueba mixta es superior a 4/10, y siempre que las notas de las partes de teoría y problemas sean superiores a 3/10, podrá liberarse la primera parte de la materia para el examen final y se ponderarán ambas pruebas al 50%. Esta liberación podrá extenderse hasta el examen final de julio del mismo año si el alumno se presenta al examen de junio.

Para aprobar la asignatura es necesario obtener al menos un 5/10 de nota media, un 4/10 en la prueba mixta y al menos un 3/10
70
Trabajos tutelados A7 B5 C4 Se realizarán algunos ejercicios tutelados evaluados que supondrán un 15% de la nota final. 15
 
Observaciones evaluación

La segunda prueba mixta se hará coincidir con el examen final en el que los alumnos que no tengan liberada la parte correspondiente a la primera prueba mixta se examinarán de toda la materia. 

Aquellas alumnas y alumnos con dispensa académica deberán realizar las prácticas de laboratorio y podrán voluntariamente resolver problemas facilitados por las y los docentes de la asignatura cuya solución será discutida en tutorías, y que podrá formar parte de la evaluación final. Las fechas de la realización de las prácticas y de la entrega de las memorias correspondientes podrán ser acordadas con los y las docentes de la asignatura.

Los criterios de evaluación de la segunda oportunidad serán los mismos que los de la primera oportunidad.

Aquellos alumnos que se presenten a la convocatoria adelantada, tiene que cumplir los mismos requisitos exigidos en las convocatorias ordinarias para superar la asignatura: realización obligatoria de las prácticas de laboratorio con una evaluación mínima de 5/10 en la memoria, nota mínima de 3/10 en las partes de teoría y problemas de la prueba mixta, nota mínima de 4/10 en la prueba mixta y nota final igual o superior a 5/10. En esta convocatoria la prueba mixta tendrá un peso del 70% y la nota de las prácticas de laboratorio del 30%.


Fuentes de información
Básica Crespo Martínez, Antonio (2006). Mecánica de fluidos. Thomson
López Peña, Fernando (). Mecánica de fluidos. Universidade da Coruña. Servizo de Publicacións, ed.
White, Frank (2008). Mecánica de fluidos. McGraw-Hill Interamericana de España

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Matemáticas 1/730G05001
Física 1/730G05002
Matemáticas 2/730G05005
Física 2/730G05006
Ecuaciones diferenciales/730G05011
Mecánica/730G05018
Termodinámica técnica/730G05015

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario
Transmisión de calor/730G05022
Hidrodinámica naval/730G05023
Máquinas marinas y sistemas de propulsión 1/730G05027
Sistemas auxiliares del buque 1/730G05028
Sistemas hidráulicos y neumáticos/730G05029
Máquinas marinas y sistemas de propulsión 2/730G05034
Sistemas auxiliares del buque 2/730G05035
Aprovechamiento energético del medio marino/730G05040
Hidrostática y estabilidad/730G05020

Otros comentarios

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":

  1. Se trabajará para identificar y modificar prejuicios y actitudes sexistas, y se influirá en el entorno para modificarlos y fomentar valores de respeto e igualdad.
  2. Se facilitará la plena integración del alumnado que por razón físicas, sensoriales,psíquicas o socioculturales, experimenten dificultades a un acceso idóneo, igualitario y provechoso a la vida universitaria.
  3. 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:
    • No se emplearán plásticos
    • Se realizarán impresiones a doble cara
    • Se empleará papel reciclado
    • Se evitará la impresión de borradores


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