INGENIERÍA AERONÁUTICA AERODINAMICA II SILABO

Transcripción

1 I. DATOS GENERALES: INGENIERÍA AERONÁUTICA AERODINAMICA II SILABO 1.1 ASIGNATURA : Aerodinámica II 1.2 CÓDIGO : PRE-REQUISITO : y HORAS SEMANALES : TEORÍA : PRÁCTICA : N DE CRÉDITOS : CICLO : VIII 1.7 TIPO DE CURSO : Obligatorio 1.8 DURACIÓN DEL CURSO : 18 Semanas en total 1.9 CURSO REGULAR : 17 Semanas 1.10 EXAMEN SUSTITUTORIO : 01 Semana II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: La asignatura de Aerodinámica II es de naturaleza teórica-práctica y constituye una de las bases para que el alumno tenga el conocimiento necesario, para su aplicación en la carrera de Ingeniería Aeronáutica. Brinda al alumno los conceptos necesarios acerca de los flujos de fluidos compresibles, ondas de choque con aplicaciones al computo de características aerodinámicas de perfiles de alas, y configuraciones de vuelo de alta velocidad. En otras palabras, el propósito del curso consiste en orientar y proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para que pueda hacer investigación y a la vez, desarrollar sus capacidades intelectuales y creativas. Es parte fundamental del curso que el alumno se motive desde el comienzo de la carrera, por medio de la trasmisión de conocimientos y experiencia de la vida real, para que investigue y se sienta inmerso en el contenido del currículo y perfil de la carrera, tanto en los aspectos cognitivo y fundamento matemático. El desarrollo de la asignatura deberá estimular el espíritu crítico de los fenómenos físicos en los fluidos. El alumno de ingeniería desarrollará su capacidad de análisis y los conocimientos adquiridos despertaran el para su aplicación durante la carrera profesional. INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 1

2 Al finalizar el curso, el estudiante será capaz de: Estar en condiciones de determinar y calcular los efectos de los fluidos supersónicos sobre superficies aerodinámicas dentro del campo de la ingeniería. Emplear los fundamentos de la teoría de flujo compresible para llegar a solucionar los problemas presentados en la ingeniería. Desarrollar las aptitudes y habilidades en el manejo e interpretación de los resultados acerca de los cálculos realizados. El curso comprende como unidades de aprendizaje: Conceptos introductorios de flujo compresible Termodinámica de los fluidos Forma integral de las ecuaciones de conservación para flujos no viscosos Flujo unidimensional Ondas de choque normales Ondas de choque oblicuas Flujo supersónico sobre wedges y conos. Reflexión regular de ondas Ondas de expansión Prandtl Meyer. Técnicas numéricas III. COMPETENCIA Utiliza los conceptos de ondas de choque tales como las normales, oblicuas y de expansión combinadas con los las técnicas numéricas para resolver el problema de las condiciones de flujo alrededor de una superficie aerodinámica. IV. CAPACIDADES 1. Maneja los conceptos fundamentales sobre flujos compresibles y los diferentes regímenes de flujos 2. Maneja las leyes de la Termodinámica aplicadas al movimiento de los fluidos. 3. Analiza y maneja la forma integral de las ecuaciones de conservación para flujos no viscosos 4. Maneja el concepto de flujo unidimensional y las formas alternativas de la ecuación de energía 1D 5. Análisis de ondas de choque normales y sus relaciones 6. Análisis de ondas de choque oblicuas y sus relaciones 7. Análisis de flujos supersónicos sobre wedges y conos. Manejar los conceptos de reflexión regular de ondas 8. Maneja los conceptos referidos ondas de expansión y técnicas numéricas V. METODOLOGÍA: Al inicio del curso, el profesor hará la presentación introductoria del mismo y explicará el sílabo, enfatizando que promoverá la práctica, talleres, investigación y INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 2

3 el diálogo constante con los alumnos para ayudar a que fijen y profundicen mejor los conceptos, los métodos y conocimientos que vayan adquiriendo. Se resaltará la importancia de la participación espontánea de los alumnos en las s teóricas y prácticas del curso y que como estudiantes universitarios, no sólo deben limitarse a conocer lo tratado en, sino que deben investigar sobre los diferentes temas tratados. En esencia, la asignatura se desarrollará con los siguientes lineamientos metodológicos: a) El profesor del curso, en cada presentará: el fundamento teórico de los diferentes temas, siguiendo el orden que se señala en el programa analítico. Además desarrollará talleres de problemas y propiciará y estimulará la intervención de los alumnos en la. Dejará temas y trabajos prácticos (problemas) de diferentes niveles de complejidad, para que los alumnos investiguen y /o desarrollen en grupo o en forma personal. b) En caso que los alumnos encuentren dificultad para resolver cualquier problema relacionado con la asignatura, podrán acudir a realizar la respectiva consulta al profesor responsable de la asignatura. c) Es requisito, que el alumno en todos los trabajos prácticos (problemas), monografías, presentaciones, etc. haga uso intensivo de la Tecnología de la Información. (Ofimática para Ingenieros, Internet, Intranet, Red de la EAPIA y Correo Electrónico). VI. EVALUACIÓN: El Reglamento vigente de la UAP, exige la asistencia obligatoria a s y que el profesor pase la lista de asistencia en cada que dicta, registrando las inasistencias, en el registro proporcionado por la Universidad. Los alumnos no podrán sobrepasar el 30% de inasistencias justificadas a las horas lectivas teóricas, ni el 20% a las prácticas para tener derecho a evaluación. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a s. Debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a s, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el Reglamento de la UAP. La Modalidad de Evaluación será la siguiente: - Trabajo Académico (TA), El Sistema de Evaluación Permanente de la UAP, contempla las siguientes modalidades de Trabajo Académico: Participación en. Prácticas calificadas. Seminarios de discusión. Trabajos de investigación, experimentación u observación. Trabajos de producción. Elaboración de proyectos. Exposiciones. Trabajos de aplicación. Resolución de casos y problemas. INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 3

4 - Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. - Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La ponderación de notas que el profesor debe mantener es la siguiente: Descripción Ponderación Porcentaje Examen Parcial Peso 30% Examen Final Peso 3 30% Trabajo Académico Peso % - Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen Sustitutorio, reemplazará la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Primer examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. Las calificaciones de los exámenes se regirán por el sistema vigesimal. Para aprobar una asignatura se requiere calificación mínima de 11,00 puntos. Al establecer el promedio final, el residuo igual o superior a cinco décimas (0,5) como un punto, deberá ser considerado a favor del alumno. VII. PROGRAMACION DE UNIDADES TEMÁTICAS Unidad N 1: Conceptos Introductorios de Flujo Compresible Capacidad N 1: Maneja los conceptos fundamentales sobre flujos compresibles y los diferentes regímenes de flujos Semana N 01: INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 4

5 Definición de flujo compresible. Definición de compresibilidad Conceptos generales de Régimen de flujo subsónico y flujo transónico Fuentes de Referencia: Apuntes de. Analiza la definición de compresibilidad Verifica la existencia de los regímenes de flujo subsónico y transonico Participa activamente en Desarrolla un espíritu Muestra Reflexiona sobre la Semana N 02: Conceptual Procedimental Actitudinal Verifica la existencia de regímenes de flujo supersónico e hipersónico Conceptos generales de Régimen de flujo supersónico e hipersónico Gas Perfecto Analiza el concepto de gas perfecto Participa activamente en Desarrolla un espíritu Muestra Reflexiona sobre la Unidad N 2: Termodinámica de los Fluidos Capacidad N 2: Maneja las leyes de la Termodinámica aplicadas al movimiento de los fluidos. Semana N 03: Analiza el concepto de energía interna Evalúa el concepto de entalpia Energía Interna Entalpia Participa activamente en. Desarrolla un espíritu Muestra Reflexiona sobre la INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 5

6 Semana N 04: Primera Ley de la Termodinámica Entropía Evalúa la Primera Ley de la Termodinámica Evalúa el concepto de entropía Participa activamente en. Desarrolla un espíritu Muestra Reflexiona sobre la Unidad N 3: Forma Integral de las Ecuaciones de Conservación para Flujo no Viscosos Capacidad N 3: Analiza y maneja la forma integral de las ecuaciones de conservación para flujos no viscosos Semana N 05: Conceptual Procedimental Actitudinal Analiza y evalúa las relaciones isotrópicas obtenidas Verifica los conceptos aprendidos anteriormente Muestra sobre los conceptos isentropicos Relaciones Isentrópicas Practica Dirigida Participa activamente en Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la Semana N 06: Conceptual Conceptual Conceptual Analiza la forma integral de conservación de la masa y momento para fluidos no viscosos. Analiza la forma integral de Muestra conservación de energía para fluidos no viscosos Forma integral de conservación de la masa y momento para fluidos no viscosos. Forma integral de conservación de energía para fluidos no viscosos. Participa activamente en Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 6

7 Unidad N 4: Flujo Unidimensional Capacidad N 4: Maneja el concepto de flujo unidimensional y las formas alternativas de la ecuación de energía 1D Semana N 07 Analiza y verifica el concepto de fluido unidimensional y quasi-1d Analiza y evalúa el concepto de velocidad del sonido y numero mach Muestra Fluido unidimensional. Quasi-1D flow Velocidad del sonido y numero Mach Participa activamente en Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la Semana N 08 Examen Parcial Semana N 09 Parámetros de flujo Analiza, evalúa verifica la convenientemente definidos. Formas importancia de las formas alternativas de la ecuación alternativas de la ecuación de energía 1D de energía 1D Analiza el concepto de Muestra Numero Mach numero mach característico característico Participa activamente en Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la Semana N 10 Unidad N 5: Ondas de Choque Normales Capacidad N 5: Análisis de ondas de choque normales y sus relaciones INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 7

8 Relaciones para ondas de Analiza el concepto y choque normales técnicas para la resolución Relaciones fundamentales del problema de Ondas de choque normales Evalúa las relaciones Muestra fundamentales Participa activamente en Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la Unidad N 6: Ondas de Choque Oblicuas Capacidad N 6: Análisis de ondas de choque oblicuas y sus relaciones Semana N 11 Practica dirigida. Evalúa los métodos Practica dirigida aprendidos referentes a la resolución del problema de ondas de choque normales. Evalúa los métodos Muestra aprendidos referente a la resolución del problema de ondas de choque normales Participa activamente en. Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la Semana N 12 Ondas Oblicuas. La fuente Analiza el concepto y de ondas oblicuas. Relaciones de ondas oblicuas. técnicas para la resolución del problema de Ondas de choque oblicuas. Evalúa las relaciones fundamentales. Muestra Participa activamente en. Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 8

9 Unidad N 7: Flujo Supersónico sobre Wedges y Conos. Reflexión Angular Capacidad N 7: Análisis de flujos supersónicos sobre wedges y conos. Manejar los conceptos de reflexión regular de ondas Semana N 13 Conceptual Procedimental Actitudinal Analiza el método analítico fundamental (Relación θ-β- M) para la resolución del problema de ondas de choque oblicuas. Analiza y verifica el método Muestra explicito para calcular el ángulo shock wave para wedges Relación θ-β-m Método explicito para calcular el ángulo shock wave ( β) para cuñas (wedges) Participa activamente en. Desarrolla un espíritu Reflexiona sobre la Semana N 14 Conceptual Procedimental Actitudinal Analiza los conceptos básicos de flujo supersónico sobre wedges y conos Conceptos básicos Flujo supersónico sobre wedges y conos Reflexión regular desde un límite solido. Analiza y evalúa la técnica para la resolución del problema de la reflexión regular de ondas de choque desde un limite solido Participa activamente en. Desarrolla un espíritu Muestra Reflexiona sobre la Unidad N 8: Ondas de Expansión Prandtl Meyer. Técnicas Numéricas Capacidad N 8: Maneja los conceptos referidos ondas de expansión y técnicas numéricas Semana N 15 INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 9

10 Conceptos de Ondas de expansión Prandtl Meyer La función Prandtl Meyer. Ejercicios Analiza los conceptos del problema de ondas de expansión y las técnicas de resolución mediante el método de Prandtl Meyer Evalúa la función Prandtl Meyer mediante ejercicios Participa activamente en.. Desarrolla un espíritu Muestra Reflexiona sobre la Semana N 16 Analiza las técnicas Participa activamente en numéricas en existencia los casos prácticos y para la resolución del talleres. problema. Desarrolla un espíritu Analiza la filisofia del método de características Muestra para la resolución numérica del problema Técnicas numéricas para flujo supersónico estable. Filosofía del método de características Reflexiona sobre la Semana N 17: Examen Final Semana 18: Examen Sustitutorio VIII. BIBLIOGRAFIA John D. Anderson Jr. Modern Compressible Flow, McGraw-Hill Shapiro. The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Flow Pueblo Libre, Marzo del INGENIERÍA AERONÁUTICA: AERODINÁMICA II Página 10