Institución	Facultad de Cs. Físicas y Matemáticas
Disponible desde	Otoño 2010
Cursos Asociados	Otras realizaciones de este Curso
Objetivos	Introducir los conceptos, principios y leyes fundamentales que rigen el comportamiento de los fluidos, orientados a aplicaciones en ingeniería civil. Al término del curso, el alumno deberá ser capaz de entender problemas básicos de mecánica de fluidos, plantearlos conceptualmente, formularlos analíticamente y resolverlos en base a las metodologías enseñadas en el curso.
Descripción	1. Introducción Objetivo: Mostrar al alumno las aplicaciones de Mecánica de Fluidos en Ingeniería Civil, definir un fluido y revisar sistemas de unidades. 1.1 Motivación 1.2 Definición de Fluido 1.3 Sistemas de Unidades. 2. Propiedades de los fluidos Objetivo: Conocer las distintas propiedades de los fluidos y sus aplicaciones a problemas. 2.1 Propiedades de transporte 2.2 Propiedades termodinámicas 2.3 Otras propiedades 3. Estática de los fluidos Objetivo: Analizar el comportamiento de fluidos no sujetos a deformación. 3.1. Concepto de Equilibrio Estático 3.2. Ecuación de Equilibrio Estático 3.3. Aplicación al Campo Gravitacional. Ley Hidrostática 3.4. Medición de la Presión 3.5. Fuerzas de Presión sobre Superficies 4. Cinemática de fluidos Objetivo: Conocer los distintos regímenes del flujo de fluidos y la descripción de su movimiento. Aplicar el principio de conservación de la materia a los fluidos. 4.1. Clasificación de Regímenes 4.2. Métodos de Lagrange y Euler 4.3. Líneas Características del Flujo 4.4. Tipos de enfoque diferencial e integral 4.5. Teorema del Transporte de Reynolds 4.6. Principio de Conservación de la Materia 4.7. Ecuación de Continuidad Enfoque Diferencial 4.8. Ecuación de Continuidad Enfoque Integral 4.9. Deformación de Fluidos en Movimiento 5. Dinámica de fluidos Objetivo: Aplicar los principios de conservación del momentum y de la energía a los fluidos. 5.1 Segunda Ley de Newton Aplicada a Fluidos 5.1.1 Enfoque Diferencial a) Ec. Navier-Stokes y aplicaciones a flujo laminar b) Ec. Reynolds, teorías de cierre de la turbulencia y aplicaciones a flujo turbulento c) Ec. Euler y casos particulares 5.1.2 Enfoque Integral 5.2 Primera Ley de la Termodinámica Aplicada a Fluidos 5.2.1 Enfoque Diferencial 5.2.2 Enfoque Integral 5.2.3 Ecuación de Bernoulli 6. Escurrimiento en tuberías Objetivo: Aplicar los conceptos de conservación de masa, momentum y energía para la resolución de problemas de flujo en tuberías. 6.1. Perfiles de Velocidad 6.2. Distribución de Presión 6.3. Pérdidas Friccionales 6.4. Pérdidas Singulares 6.5. Aplicaciones 7. Flujo potencial y capa límite Objetivo: Introducir la teoría de flujo potencial o irrotacional y revisar aplicaciones básicas. Introducir el concepto de capa límite. 7.1. Definición de Flujo Potencial 7.2. Función Potencial y Función de Corriente 7.3. Ejemplos de Flujos Potenciales Bidimensionales 7.4. Nociones de Capa Límite 7.5. Ecuación de Prandtl 8. Análisis dimensional y teoría de modelos Objetivo: Introducir la teoría de análisis dimensional, concepto de semejanzas y aplicación a la teoría de modelos físicos. 8.1. Análisis dimensional 8.2. Teoría de Modelos
Metodología	La metodología adoptada para el curso considera la activa participación de los alumnos, más que el esquema clásico basado en cátedras. De esta forma, una semana usual considera que, durante la cátedra de los días lunes, el profesor introducirá teóricamente un tema y entregará las herramientas metodológicas necesarias para que los alumnos(as) puedan complementar la teoría expuesta, con el análisis de casos clásicos que ejemplifican algunos conceptos claves. Este proceso de autoaprendizaje se facilitará mediante la entrega de un listado de ejercicios y demostraciones propuestos, los cuales no serán formalmente evaluados. Sin embargo, a lo menos una de las preguntas de los ejercicios del jueves respectivo saldrá de dicho listado. La cátedra de los días viernes quedará, en principio, destinada para recapitular, clarificar y discutir los conocimientos adquiridos durante la semana.
Evaluación	Se realizarán: 6 ejercicios, 3 controles, 1 examen, 6 laboratorios docentes, más un número por definir de tareas y otras actividades menores de evaluación. Se entiende como otras actividades menores de evaluación la realización de experimentos caseros y ejercicios sin previo aviso en las horas de cátedra. El calendario tentativa de cada una de las actividades programadas se resume en el cuadro siguiente y en el archivo "Programación Actividades Otoño 2010". Aunque la asistencia no es obligatoria, se pasará lista en cada clase de cátedra con el objeto de monitorear el interés de los alumnos por asistir a clases. Esta información será utilizada para analizar casos particulares como se indica más abajo. Para aprobar el curso se requiere que, separadamente, la nota de controles, ejercicios y tareas, y laboratorios sea superior a 4.0. La nota final del curso será el promedio ponderado de la nota de controles (50%), nota ejercicios y tareas (25%) y nota laboratorios (25%). La nota de controles se calculará de acuerdo con el reglamento de la Escuela de Ingeniería y Ciencias como el promedio ponderado de la nota del examen (40%) y el promedio de la nota de los tres controles (60%). El examen no reemplaza la peor de las notas de controles La nota de ejercicios y tareas se calculará, a no ser que se indique lo contrario, como el promedio simple de cada una de estas actividades, al igual que la nota de laboratorios. De acuerdo con el reglamento de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, alumnos(as) con promedio simple de tres controles superior a 5.5 quedan automáticamente eximidos(as) del examen, a no ser que voluntariamente deseen rendirlo. Alumnos(as) con promedio de controles inferior a 3.7 quedan automáticamente reprobados(as) del curso. Alumnos(as) con promedio de controles mayor igual a 3.7 e inferior a 4.0 tienen derecho a rendir examen recuperativo. Alumnos(as) con promedio de ejercicios y tareas inferior a 3.0 quedan automáticamente reprobados(as) del curso. Alumnos(as) con promedio de ejercicios y tareas entre 3.0 y 3.9 deben rendir examen recuperativo, y además rehacer, y presentar para el día del examen recuperativo, todos los ejercicios y tareas en que hayan sido evaluados(as) con nota inferior a 4.0. Existe un documento con normas y el reglamento para la realización de los laboratorios docentes. Todos los casos particulares serán analizados considerando notas de ejercicios, tareas, laboratorios, al igual que asistencia a cátedra.
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