Fundamentos y aplicaciones de la mecánica de fluidos

Fundamentos y aplicaciones de la mecanica de fluidos
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	Contenido
		Capıtulo 1 Caracterısticas generales de los fluidos
			1.1. Solidos, lıquidos y gases
			1.2. Estructura molecular de la materia
			1.3. La hipotesis de fluido como medio continuo
			1.4. Interpretacion estadıstica de algunas variables fluidas
				1.4.1. Energıa interna
				1.4.2. Presion
				1.4.3. Entropıa
		Capıtulo 2 Termodinamica de los procesos fluidomecanicos
			2.1. Termodinamica del equilibrio
			2.2. Equilibrio termodinamico local
			2.3. Gases perfectos
			2.4. Lıquidos perfectos
			2.5. Mezclas de gases perfectos
			2.6. Fenomenos de transporte
				2.6.1. Fenomenos de transporte difusivo
				2.6.2. Transporte convectivo. Flujo convectivo de una magnitud fluida
			Referencias
		Capıtulo 3 Cinematica de los fluidos
			3.1. Especificacion del campo fluido
				3.1.1. Trayectorias
				3.1.2. Lıneas de corriente
				3.1.3. Traza
				3.1.4. Derivada sustancial
			3.2. Teorema del transporte de Reynolds
			3.3. Analisis de las velocidades en el entorno de un punto
			3.4. Funcion de corriente
			3.5. Campo de velocidades inducido por una distribuci´on de vorticidad
			Referencias y lecturas recomendadas
		Capıtulo 4 Fuerzas macroscopicas sobre los fluidos. Fluidoestatica
			4.1. Fuerzas de volumen y fuerzas de superficie
			4.2. Tensor de esfuerzos
			4.3. Forma del tensor de esfuerzos. Fluidos newtonianos
			4.4. Fluidoestatica
				4.4.1. Condiciones de equilibrio
				4.4.2. Hidrostatica. Algunos casos simples de fuerzas masicas aplicadas
				4.4.3. Fuerza sobre un cuerpo sumergido. Principio de Arquımedes
				4.4.4. Equilibrio de gases. Atm´osfera est´andar
			4.5. Tension superficial
				4.5.1. Condiciones de equilibrio a trav´es de la interfase de dos fluidos no miscibles
				4.5.2. Determinacion de la interfase de separacion entre dos fluidos no miscibles en reposo
		Capıtulo 5 Ecuaciones generales de la Mecanica de Fluidos
			5.1. Introduccion
				5.1.1. Principio de conservacion de la masa. Ecuacion de continuidad
				5.1.2. Ecuacion de cantidad de movimiento
				5.1.3. Ecuacion de la energıa
			5.2. Consideraciones generales sobre las ecuaciones de Navier-Stokes
				5.2.1. Resumen de las ecuaciones de Navier-Stokes
				5.2.2. Condiciones iniciales y de contorno
			5.3. Ecuaciones de conservacion en forma integral
			5.4. Metodos de estudio de los problemas fluidomecanicos
			Referencias y fuentes de lectura complementaria
			Apendice 5.i ecuaciones de navier-stokes en diferentes sistemas de coordenadas
			Apendice 5.ii ecuaciones para mezclas reactantes
			Apendice 5.iii aplicaciones de la ecuacion de la entropia en forma integral
		Capıtulo 6 Analisis dimensional y semejanza fısica
			6.1. Introduccion
			6.2. Cantidades dimensionales y adimensionales. Semejanza geom´etrica
			6.3. Teorema Π
			6.4. Ejemplos de aplicaci´on del an´alisis dimensional
				6.4.1. Gasto de l´ıquido a trav´es de un vertedero
				6.4.2. Movimiento estacionario de un fluido incompresible alrededor de un obst´aculo
			6.5. Semejanza f´ısica
		Capıtulo 7 Movimientos unidireccionales
			7.1. Introduccion
			7.2. Movimiento unidireccional de lıquidos
				7.2.1. Movimientos unidireccionales estacionarios
				7.2.2. Corriente de Hagen-Poiseuille en un conducto de secci´on circular constante
				7.2.3. Movimientos unidireccionales no estacionarios
				7.2.4. Flujos unidireccionales con geometrıa cilındrica
			7.3. Corriente de Couette compresible
				7.3.1. Perfiles de velocidad en la corriente de Couette
			Apendice 7.i introducci´on a las soluciones de semejanza
			Apendice 7.ii introduccion a los metodos de perturbaciones
		Capıtulo 8 Movimiento casi-unidireccional de lıquidos con viscosidad dominante
			8.1. Flujo en conductos de seccion lentamente variable
			8.2. Tubos de longitud finita. Efecto de entrada
			8.3. Movimiento en capas lıquidas. Lubricacion fluidomecanica
			8.4. Capas lıquidas tridimensionales. Ecuacion de Reynolds
			8.5. Movimiento de un lubricante en un cojinete
				8.5.1. Cojinete largo
				8.5.2. Cojinetes cortos
				8.5.3. Cavitacion. Condiciones medio Sommerfeld y de Reynolds
			Apendice 8.i integraci´on numerica. Metodo de lineas
		Capıtulo 9 Movimientos de fluidos a numeros de Reynolds peque nos
			9.1. Introduccion
			9.2. Ecuaciones de Stokes
			9.3. Movimiento alrededor de una esfera
				9.3.1. Ley de Stokes
				9.3.2. Aproximacion de Oseen
			9.4. Movimiento alrededor de un cilindro circular. Paradoja de Stokes
			9.5. Velocidad de sedimentacion
			9.6. Movimiento de fluidos a trav´es de medios porosos
				9.6.1. Descripcion macroscopica y ecuaciones del flujo
				9.6.2. Condiciones iniciales y de contorno
		Capıtulo 10 Flujos a grandes numeros de  Reynolds. Ecuaciones de Euler
			10.1. Introduccion
			10.2. Ecuaciones de Euler
			10.3. Condiciones iniciales y de contorno
			10.4. Continuidad, existencia y unicidad de la soluci on
			10.5. Movimientos isentr´opicos y homentropicos
			10.6. Ecuaci´on de Euler-Bernouilli
			10.7. Magnitudes de remanso
			10.8. Vorticidad y circulacion del vector velocidad
			10.9. Lıneas y tubos de vorticidad
			10.10. Teorema de Bjerkness-Kelvin
			10.11. Potencial de velocidades
			10.12. Vortices
			10.13. Movimiento casi-unidireccional de fluidos ideales
				10.13.1. Movimiento de l´ıquidos ideales en conductos
				10.13.2. Flujo de gases en toberas
			10.14. Forma semiintegral de las ecuaciones de Euler
				10.14.1. Movimiento de un fluido a trav´es de una turbom´aquina
				10.14.2. Aplicacion a la carga de depositos
			Apendice 10.i magnitudes fluidas en un flujo isentr opico
		Capıtulo 11 Ondas lineales en fluidos
			11.1. Ondas sonoras. Introduccion
				11.1.1. Ecuaci´on de la energ´ıa para el campo sonoro
				11.1.2. Ondas planas
				11.1.3. Ondas monocromaticas
				11.1.4. Reflexion y transmision de ondas sonoras
				11.1.5. Emision de sonido
				11.1.6. Efectos de la viscosidad y de la conducci´on t´ermica en la propagaci´on de ondas sonoras
				11.1.7. Ondas sonoras en medios no homog´eneos en movimiento
			11.2. Ondas lineales en l´ıquidos con superficie libre
				11.2.1. Ondas lineales en una corriente uniforme de profundidad constante
			11.3. Ondas en una corriente generadas por la presencia de un obst´aculo
		Capıtulo 12 Ondas no-lineales
			12.1. Introduccion
			12.2. Movimiento unidireccional de un gas
			12.3. Discontinuidades en movimientos de fluidos ideales
			12.4. Ecuaciones de conservaci´on a trav´es de una discontinuidad
				12.4.1. Discontinuidad tangencial
				12.4.2. Discontinuidad normal u onda de choque
			12.5. Relacion de Hugoniot
			12.6. Ondas de choque normales
			12.7. Ondas de Mach y ondas de choque oblicuas
			12.8. Expansion de un flujo supers´onico
				12.8.1. Expansion de Prandtl-Meyer
				12.8.2. Ondas simples estacionarias en una corriente supers´onica
			12.9. Aguas someras. Movimiento casi-unidireccional, no estacionario
			Apendice 12.I salto de magnitudes fluidas a traves de una onda de choque
			Apendice 12.II funcion de prandtl-meyer
		Capıtulo 13 Flujo potencial alrededor de obstaculos
			13.1. Introduccion
			13.2. Ecuaciones y condiciones de contorno de flujos potenciales
			13.3. Movimiento bidimensional de l´ıquidos ideales
				13.3.1. Soluciones elementales
				13.3.2. Corriente uniforme y manantial bidimensional
			13.4. Corriente alrededor de un cilindro circular
			13.5. Flujos potenciales en rincones, esquinas y cu nas
			13.6. Flujos potenciales axilsimetricos
			13.7. Flujos potenciales no estacionarios
			13.8. Fuerza sobre un perfil. Formula de Kutta
			13.9. Generacion de circulacion en un perfil bidimensional. Hipotesis de Kutta-Joukowski
			13.10. Caracterısticas aerodinamicas de perfiles
			13.11. Teorıa linealizada de perfiles en regimen incompresible
				13.11.1. Problema de espesor
				13.11.2. Problema sustentador. Curvatura y ´angulo de ataque
			13.12. Alas de envergadura finita
				13.12.1. Teorıa de la lınea sustentadora
				13.12.2. Solucion de la ecuacion integral de Prandtl
			13.13. Metodos numericos en flujos potenciales
				13.13.1. Formula de Green
				13.13.2. Metodo de paneles
		Capıtulo 14 Efectos de la viscosidad y de la conduccion de calor
			14.1. Concepto de capa lımite
			14.2. Ecuaciones y condiciones de contorno
			14.3. Algunas propiedades de las ecuaciones de capa l´ımite
			14.4. Soluciones de semejanza de Falkner-Skan
			14.5. Capa lımite con simetrıa axial
				14.5.1. Caso a) δ 
 Ro
				14.5.2. Caso b) Ro ～ δ
			14.6. Estructura de un vortice viscoso
			14.7. Soluciones numericas de capa limite
				14.7.1. Metodos integrales
				14.7.2. Metodos numericos en capa limite
			14.8. Capa limite termica
			14.9. Conveccion forzada. Analogia de Reynolds
				14.9.1. Influencia del numero de Prandtl en el flujo de calor
			14.10. Soluciones de semejanza en conveccion forzada
			14.11. Conveccion libre
			14.12. Estructura de las ondas de choque
		Captulo 15 Estabilidad hidrodinamica
			15.1. Introduccion
			15.2. Analisis modal de la estabilidad hidrodinamica
			15.3. Estabilidad de una entrefase. Inestabilidad de Kelvin-Helmholtz
			15.4. Rotura de un chorro capilar
			15.5. Inestabilidad centrifuga
			15.6. Estabilidad de corrientes paralelas
				15.6.1. Estabilidad no viscosa. Ecuacion de Rayleigh
			15.7. Estabilidad espacial
				15.7.1. Estabilidad de una capa de mezcla
				15.7.2. Estabilidad de la capa l´ýmite de Blasius
			15.8. Inestabilidad termica. Problema de B´enard
		Capitulo 16 Turbulencia
			16.1. Caracteristicas generales de los movimientos turbulentos
			16.2. Ecuaciones de Reynolds
			16.3. El problema de cierre
			16.4. Dispersion turbulenta de un escalar pasivo
			16.5. Turbulencia parietal
				16.5.1. Turbulencia en conductos de secci´on circular
			16.6. Turbulencia libre
				16.6.1. Chorro turbulento
				16.6.2. Estelas
				16.6.3. Capa de mezcla
				16.6.4. Penachos termicos
			16.7. Simulacion numerica en turbulencia
				16.7.1. Modelo k . å
				16.7.2. Modelo de ecuaciones para los esfuerzos aparentes de Reynolds (RSEM)
				16.7.3. Simulacion numerica directa (DNS)
				16.7.4. Simulacion de la escala grande (LES)
		Capítulo 17 Flujo turbulento en conductos y canales
			17.1. Introduccion
			17.2. Hipotesis basicas y ecuaciones del movimiento
			17.3. Flujo de liquidos en conductos
				17.3.1. Movimiento casi-estacionario de liquidos en conductos
				17.3.2. Movimiento no-estacionario de l´ýquidos en conductos
			17.4. Movimiento casi-estacionario de gases en conductos
				17.4.1. Movimientos de gases a bajos numeros de Mach
				17.4.2. Conducto de seccion constante aislado termicamente
				17.4.3. Conducto de secci´on constante con adicion de calor y sin friccion
			17.5. Perdidas de carga localizadas
				17.5.1. Ensanchamiento brusco de una tuber´ýa
				17.5.2. Contracci´on brusca
				17.5.3. Ensanchamiento gradual
				17.5.4. Codos
				17.5.5. V´alvulas, bifurcaciones y otros dispositivos hidr´aulicos
			17.6. Flujo turbulento en canales abiertos
				17.6.1. Flujo lentamente variable
				17.6.2. Aplicacion practica al calculo del flujo detras de una presa
				17.6.3. Flujo rapidamente variable
			Apendice 17.I Coeficiente de Manning
		Indice alfabetico