Mecánica de Fluidos

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Me aburría mucho y pasé estos apuntes a LaTeX xd. He corregido las erratas que he detectado (y creo no haber introducido ninguna nueva), he usado letras 'upshape' para las d y D de los operadores diferenciales, y he cambiado ln por log, que es más guay. También he usado el símbolo \oint para las integrales en curvas y superficies cerradas y he incluido algún que otro párrafo adicional de la edición más reciente, que no cambia casi nada respecto a esta edición de 2005. He rehecho las 9 primeras figuras con TikZ, y el resto las he tomado como png del pdf escaneado a la máxima resolución que he podido y eliminando el fondo blanco (quedan muy bien). Se incluyen tabla de contenidos e hiperreferencias. Introducción Sólidos, líquidos y gases Magnitudes fluidas macroscópicas Equilibrio termodinámico local Partícula fluida Magnitudes fluidas intensivas y extensivas Cinemática I Descripciones lagrangiana y euleriana del movimiento de un fluido Trayectorias y sendas Líneas, superficies y volúmenes fluidos Líneas de traza Líneas, superficies y tubos de corriente. Puntos de remanso Derivada sustancial. Aceleración Velocidad normal de avance de una superficie Flujo convectivo Derivación de integrales extendidas a volúmenes fluidos. Teorema del transporte de Reynolds Vorticidad. Líneas y tubos de vorticidad Circulación. Movimientos irrotacionales Teorema de Bjerknes-Kelvin Cinemática II Introducción Movimiento relativo en el entorno de un punto Tensor de velocidades de deformación Distribuciones de velocidad con valores dados de y Ecuación de la continuidad Principio de conservación de la masa Función de corriente Función material Fuerzas sobre los fluidos. Ecuación de la cantidad de movimiento Introducción Fuerzas de largo alcance Fuerzas de superficie o de corto alcance Ecuación de la cantidad de movimiento en forma integral Ecuación del momento de la cantidad de movimiento Ecuación de la cantidad de movimiento en forma diferencial Trabajo y calor. Ecuación de la energía Introducción Trabajo realizado sobre un volumen fluido Calor recibido por un volumen fluido Principio de conservación de la energía Ecuaciones de estado y fenómenos de transporte Introducción Ecuaciones de estado Leyes de Navier-Poisson y de Fourier Transporte de masa por difusión. Ley de Fick Coeficientes de transporte Coeficientes cinemáticos. Números de Prandtl, Schmidt y Lewis Ecuaciones de la cantidad de movimiento y de la energía Condiciones iniciales y de contorno Introducción Condiciones iniciales Condiciones de contorno Tensión superficial Balance de fuerzas en la superficie de separación de dos fluidos inmiscibles sin cambio de fase Balance de energía en la superficie de separación de dos fluidos inmiscibles sin cambio de fase Resumen de las ecuaciones generales de la mecánica de fluidos Introducción Forma vectorial de las ecuaciones de Navier-Stokes Coordenadas curvilíneas ortogonales Fluidostática Introducción Ecuaciones generales de la fluidostática Condiciones de equilibrio Hidrostática Equilibrio de gases. Atmósfera estándar Movimientos unidireccionales de fluidos incompresibles Introducción Ecuaciones, condiciones iniciales y de contorno Movimientos unidireccionales bidimensionales estacionarios Efectos térmicos Movimientos unidireccionales no estacionarios Introducción Corriente de Stokes Placa oscilante en presencia de otra Movimiento impulsivo de una placa. Problema de Rayleigh Movimiento impulsivo de una placa en presencia de otra Movimiento no estacionario en tubos Movimientos casi unidireccionales de fluidos incompresibles. Efecto de la entrada Introducción Tubos de sección lentamente variable Región de entrada a un conducto Análisis dimensional Definiciones. Ecuaciones de dimensiones Relaciones invariantes y dimensionales homogéneas Teorema o de Vaschy-Buckingham Semejanza física Semejanza física Semejanza física en el movimiento de los fluidos Parámetros adimensionales en el movimiento de fluidos Cálculo de magnitudes compuestas Semejanza física parcial Lubricación fluidodinámica. Caso bidimensional Introducción Movimiento bidimensional de películas líquidas Fuerza sobre las superficies Ejemplos Ecuación de Reynolds de la lubricación Introducción Análisis de capas tridimensionales Caso de gases. Ecuación de la energía Cojinetes cilíndricos Introducción Ecuación de Reynolds y fuerza sobre la carcasa Soluciones asintóticas Cavitación Lubricación con gases Introducción Patín bidimensional Patín rectangular Capas líquidas delgadas Introducción Capa líquida bidimensional Ejemplos Capa líquida tridimensional Introducción al movimiento de fluidos en medios porosos. Introducción Descripción macroscópica Condiciones iniciales y de contorno Ejemplos Movimientos a bajos números de Reynolds. Ecuación de Stokes Introducción Ecuaciones Ecuaciones del movimiento en el límite Re 1. Fuerzas y momentos Velocidad de sedimentación de partículas sólidas Movimiento a bajos Reynolds alrededor de una esfera Aproximación de Oseen Efectos térmicos Referencias