GUÍA DOCENTE CURSO: 2012/13

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1 GUÍA DOCENTE CURSO: 2012/ MECÁNICA DE FLUIDOS GEOFÍSICOS ASIGNATURA: MECÁNICA DE FLUIDOS GEOFÍSICOS Vinculado a : (Titulación - Asignatura - Especialidad) 1600-Licenciatura en Ciencias del Mar MECÁNICA DE FLUIDOS GEOFÍSICOS - P Licenciatura en Ciencias del Mar MECÁNICA DE FLUIDOS GEOFÍSICOS - P Licenciatura en Ciencias del Mar MECÁNICA DE FLUIDOS GEOFÍSICOS - P4 CENTRO: Facultad de Ciencias del Mar TITULACIÓN: Licenciado en Ciencias del Mar DEPARTAMENTO: FÍSICA ÁREA: Física Aplicada PLAN: 10 - Año 2000 ESPECIALIDAD: CURSO: Segundo curso IMPARTIDA: Primer semestre TIPO: Troncal CRÉDITOS: 9 TEÓRICOS: 6 PRÁCTICOS: 3 Descriptores B.O.E. Mecánica de fluidos. Turbulencia, mezcla y difusión. Propiedades físicas del agua de mar. Interacción atmósfera-océano. Modelos de circulación global. Temario A continuación se detalla el programa de los contenidos teóricos que se impartirán en dicha asignatura así como el tiempo estimado para ello. Además, se desarrollarán prácticas de aula y de laboratorio con el fin de fijar mejor los conocimientos estudiados en las clases de teóricas. Tema 1. Herramientas matemáticas(6h)* Introducción Álgebra vectorial Tensores. Notación indicial Cálculo vectorial Sistemas de referencias ortogonales Tema 2. Flujos geofísicos(6h) Medio continuo Fluidos Geofísicos. Propiedades de los fluidos geofísicos Variables que caracterizan a los fluidos geofísicos Escalas de movimiento Adimensionalización de ecuaciones y números adimensionales Tema 3. Cinemática (12h) Observadores lagrangianos y eulerianos. Derivada material Definiciones básicas: Flujo estacionario, línea de flujo, trayectoria y línea de trazador Movimiento alrededor de un punto. Tensor de deformaciones. Tensor de rotación Flujo incompresible y función de flujo Rotación, circulación y vorticidad. Teorema de Stokes. Página 1 de 5

2 3.4.- Flujo irrotacional y función potencial Flujos laplacianos Condición cinemática de contorno Advección, difusión y presencia de fuentes. Conservación de masa Conservación de otras propiedades: salinidad, nutrientes y trazadores. Tema 4. Dinámica: Conservación de momento(16h) Fuerzas superficiales y volumétricas Expresión general para la fuerza superficial. Simetría del tensor de esfuerzos cortantes Fluido en equilibrio. Balance de fuerzas sobre la tierra en rotación. La fuerza de Coriolis Ecuación de conservación de momento Soluciones particulares de la ecuación de momento: Balance geostrófico, Balance de Ekman, Corrientes Inerciales, Corrientes de Marea Hipótesis de fluido Newtoniano. Ecuaciones de Navier-Stokes. Ecuaciones de Euler 4.7.-Balance geostrófico en flujos estratificados: En coordenadas de isoniveles, en coordenadas isobáricas. Aproximación mediante océano multicapa. Gravedad reducida Tema 5.- Energía (8h) Definiciones básicas Ecuación de la energía mecánica Termodinámica Ecuación de la energía interna Función de Bernoulli Tema 6.- Vorticidad potencial (6h) Concepto e importancia. Aproximación cuasi-geostrófica Ecuación de vorticidad potencial para flujos homogéneos Ecuación de vorticidad para flujos geostróficos Ecuación de vorticidad para oscilaciones inerciales Balance de Sverdrup Tema 7. Turbulencia (6h) Características del flujo turbulento Descomposición en variables medias y fluctuaciones Autocorrelaciones y determinación del tiempo característico de un proceso Ecuación media de conservación de masa Ecuación media de conservación de momento Obtención de otras cantidades medias *El tema 1 se impartirá en prácticas de aula Requisitos Previos Para que un alumno pueda seguir con aprovechamiento los contenidos de la asignatura debe haber superado las siguientes asignatura: Fundamentos de Matemáticas I Fundamentos de Matemáticas II Fundamentos de Física Introducción a la Oceanografía Física Página 2 de 5

3 Objetivos Al superar esta asignatura el estudiante debe comprender y manejar los conceptos de las siguientes grandes áreas: (1) Fundamentos de la mecánica de fluidos, incluyendo la Cinemática, Estática, Dinámica y Termodinámica de fluidos, energía, flujo compresible/incompresible, flujo rotacional/irrotacional, teoría potencial, inestabilidades y turbulencia. (2) Aspectos específicos de los fluidos geofísicos, incluyendo la descripción en un sistema de referencia rotante, soluciones sobre una esfera, estratificación, masas de agua, circulación estacionaria, ondas en flujos geofísicos, movimientos forzados, vorticidad potencial e interacción océano-atmósfera. Metodología PROFESORA RESPONSABLE Ángeles Marrero Díaz amarrero@dfis.ulpgc.es Horario Tutoría (1er semestre): L: 11-13; X:15-17; J: 8-10 Lugar Tutoría: Despacho F205, Módulo de Física, Ciencias Básicas ASIGNATURA EN SEGUNDO AÑO DE EXTINCIÓN Las 9,5 horas de tutorización y/o evaluación de este segundo año de extinción se distribuyen de la siguiente forma: 6h de tutorización grupal para los alumnos de extinción. 3,5h para dos exámenes parciales a los que tendrán derecho únicamente aquellos alumnos que hayan seguido la tutorización. Dada la diversidad de horarios que pueden tener los alumnos de estas asignaturas en extinción, tanto el horario de tutorización como la fecha de los exámenes parciales será acordada con los alumnos al principio del semestre y será comunicada al centro a los efectos oportunos. Criterios de Evaluación CRITERIO DE EVALUACIÓN DURANTE LA EXTINCIÓN: 1.- Alumnos que siguen la tutorización: Se realizarán 2 exámenes parciales de (uno de 1,5h y otro de 2h) para cada uno para los alumnos que están en tutorización. Sólo tendrán derecho los alumnos que hayan asistido a más de un 80% de las clases tuteladas que se hayan realizado hasta el momento del parcial. Los alumnos que no lleguen a este porcentaje saldrán de la tutorización. * Para poder realizar el segundo parcial es necesario haber obtenido al menos un 3 sobre 10 en el parcial anterior. Los alumnos que no lleguen a esta calificación mínima saldrán de la tutorización. *Los alumnos en tutorización pueden aprobar la asignatura por parciales en la convocatoria ordinaria, si la nota media obtenida con ambos parciales es mayor o igual a 5. En caso contrario el alumnos puede decidir presentarse a los parciales no superados (nota media en el parcial menor que 5) o al examen completo de la convocatoria ordinaria. En el resto de convocatorias su calificación en la asignatura será la del examen de convocatoria. Página 3 de 5

4 2.- Alumnos fuera de la tutorización: Su calificación será la del examen de convocatoria Descripción de las Prácticas ASIGNATURA EN EXTINCIÓN: No se realizarán prácticas al estar la asignatura en extinción. Bibliografía [1 Básico] Guía de mecánica de fluidos y ondas: Licenciatura en Ciencias del Mar (Universidad de Las Palmas de Gran Canaria) José Luis Pelegrí Llopart. S.n.,, s.l. : (1996) [2 Básico] Fluid mechanics / Pijush K. Kundu. Academic Press,, San Diego (California) : (1990) [3 Básico] Tensores en coordenadas cartesianas y geometría de masas / por Atanasio LLeo. UNED,, Madrid : (1976) [4 Recomendado] Atmosphere-ocean dynamics / Adrian E. Gill. Academic Press,, New York : (1982) [5 Recomendado] Fundamentals of fluid mechanics / Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi. Wiley,, USA : (2002) - (4th. ed.) (CD-ROM) [6 Recomendado] Introduction to geophysical fluid dynamics. Cushman-Roisin, Benoit Prentice-Hall,, Englewood Cliffs, N. J. : (1994) [7 Recomendado] An interdisciplinary view of the ocean / edited by J.L. Pelegrí, I. Alonso and J. Arístegui. Institut de Ciéncies del Mar, C.S.I.C,, Spain : (2001) [8 Recomendado] Análisis vectorial / Harry F. Davis, Arthur David Snider. McGraw-Hill,, México : (1992) Página 4 de 5

5 [9 Recomendado] Rotating fluids in engineering and science / James P. Vanyo. Dover Publications,, Mineola, NY : (2001) [10 Recomendado] Geophysical fluid dynamics. Pedlosky, Joseph Springer,, New York : (1986) - (2nd. ed.) BerlinRust* Equipo Docente MARÍA DE LOS ÁNGELES MARRERO DÍAZ Categoría: TITULAR DE UNIVERSIDAD Departamento: FÍSICA Teléfono: Correo Electrónico: angeles.marrero@ulpgc.es Resumen en Inglés Página 5 de 5