1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Técnicas Computacionales en Aeronáutica II Frecuencia semanal: 3 Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 3 Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria (X) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional (X) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 créditos Fecha de elaboración: 4 octubre del 2016 Fecha de la última actualización: 4 octubre del 2016 Responsables del diseño: Dr. Luis Arturo Reyes Osorio Presentación: El programa se divide en cinco etapas. En la primera y segunda etapa el estudiante se familiariza con los conceptos fundamentales de la dinámica de fluidos junto con las fuerzas aerodinámicas. En la tercera y cuarta etapa el estudiante aprenderá las diferencias en los tipos de flujos, desarrollando las habilidades para modelarlas. En la quinta y sexta etapa, el estudiante desarrollará las habilidades necesarias para poder crear mallas óptimas para diferentes tipos de simulaciones. En la septima etapa, el estudiante modelará el fenómeno de solidificación. El estudiante aprenderá modelar la dinámica en términos de velocidades, momentos y fuerzas aerodinámicas ejercidas en diversos elementos.
2 Propósito: El estudiante será capaz dominar el lenguaje formal y los modelos matemáticos que rigen la aerodinámica. Estos conocimientos deberán ser suficientes para la modelación, concepción y diseño en aeronáutica. Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Aplicar estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional. Utilizar los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico. Manejar las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad. Emplear pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social. Utilizar un segundo idioma, preferentemente el inglés, con claridad y corrección para comunicarse en contextos cotidianos, académicos, profesionales y científicos. Utilizar los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la generación de conocimientos Competencias personales y de interacción social: Practicar los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.
3 Competencias integradoras: Construir propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente. b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye esta Unidad de Aprendizaje: Analizar las partes de un dispositivo, equipo, sistema o proceso, estableciendo las relaciones que guardan entre sí, que le permita documentar la información obtenida en forma estructurada, ordenada y coherente, incluyendo conclusiones propias. Generar modelos en lenguaje matemático que describan el comportamiento de un sistema, fenómeno o proceso, mediante el planteamiento de hipótesis, que le permita validarlos por métodos analíticos o herramientas computacionales. Resolver problemas de ingeniería seleccionando la metodología apropiada, aplicando modelos establecidos, basados en las ciencias básicas, verificando los resultados obtenidos con un método analítico o con el apoyo de una herramienta tecnológica, de forma que la solución sea pertinente y viable, cumpliendo con estándares de calidad y políticas de seguridad. Representación gráfica
4 Aplicar estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional. Utilizar los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico. Instrumental es Manejar las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad. Emplear pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social. Utilizar un segundo idioma, preferentemente el inglés, con claridad y corrección para comunicarse en contextos cotidianos, académicos, profesionales y científicos. Competencias de la Unidad de Aprendizaje Utilizar los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la generación de conocimientos Personales y de Interacción Social Integradoras Practicar los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible. Construir propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente.
5 Unidad temática 1: Conceptos fundamentales de dinámica de fluidos y fuerzas aerodinámicas Competencias particulares: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Identificación de diferentes configuraciones en términos aerodinámicos y descripción de software especializado. Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. * Conceptos básicos de aerodinámica * Configuración aerodinámica *Teoría de flujo *Fuerzas aerodinámicas * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revista y congreso.
6 Unidad temática 2: Modelación de flujo periódico Competencia particular: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Conceptos de derivada de flujo. Modelo dinámico mediante software especializado. Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. *Creación de zonas periódicas. *Definición de razón de flujo másico * Evaluación de perfiles de velocidad y presión. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revistas y congresos.
7 Unidad temática 3: Modelación de Flujo compresible externo Competencia particular: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Conceptos de derivada de flujo compresible Modelo dinámico mediante software especializado Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. *Creación de modelos de turbulencia. *Aplicación de solucionadores acoplados basados en presión * Evaluación de perfiles de velocidad y presión. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revistas y congresos.
8 Unidad temática 4: Modelación de flujo compresible transitorio Competencia particular: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Conceptos de derivada de flujo transitorio Modelo dinámico mediante software especializado Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. *Creación de soluciones en estado estable. *Condiciones de frontera transitoria *Cálculo de soluciones utilizando formulaciones transitorias de segundo orden. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revistas y congresos.
9 Unidad temática 5: Modelación de flujo por convección Competencia particular: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Conceptos de derivada de flujo térmico Modelo dinámico mediante software especializado Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. *Creación de soluciones térmicas. *Modelos de transferencia de calor periódicos *Cálculo de soluciones utilizando condiciones de frontera en problemas de transferencia de calor. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revistas y congresos.
10 Unidad temática 6: Técnicas de malla dinámica de fluidos Competencia particular: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Conceptos de derivada de flujo dinámico Modelo dinámico mediante software especializado Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. *Creación de zonas periódicas. *Creación de mallas dinámicas *Cálculo de soluciones utilizando solucionadores basados en presión. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revistas y congresos.
11 Unidad temática 7: Modelación de fenómeno de solidificación Competencia particular: Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización de un producto para resolver una situación dada. Elementos de Competencia Definir el entorno global de técnicas computacionales mediante la aplicación de la metodología necesaria en el diseño y la optimización en la manufactura de un producto para resolver una situación dada. Evidencias de aprendizaje Conceptos de solidificación Modelo dinámico mediante software especializado Criterios de desempeño Se evaluará el planteamiento, el procedimiento de resolución de los problemas, el resultado final y la interpretación de los resultados en aplicaciones realistas. Así mismo, se evaluará la entrega en tiempo y forma. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Estudiar dentro y fuera del aula los elementos básicos de los sistemas de control típicos en aeronaves, así como sus fundamentos matemáticos mediante la realización de actividades individuales y grupales en las que se resuelvan problemas de aplicación dentro de la ingeniería aeronáutica. *Definición de problemáticas en solidificación. *Definición de velocidades de empuje para fundición continua *Definición de gradientes de tensión superficial. * Elementos del aula. * Libros de texto y de consulta. * Artículos de revistas y congresos.
12 Evaluación integral de procesos y productos Evidencia Ponderación Examen de medio término 25% Examen ordinario 25 % Exposición de resultados e investigación 20% Producto integrador 30 % Total 100% Producto integrador del aprendizaje de la unidad de aprendizaje: El estudiante sabrá modelar la dinámica de aeronaves en función de sus parámetros aerodinámicos, configuración ya integradas en un modelo dinámico. El cual describa la dinámica de en sus aspectos más relevantes. Fuentes de apoyo y consulta: Libro: AIRPLANE FLIGHT DYNAMICS AND AUTOMATIC FLIGHT CONTROLS PART I Autor: J.Roskam Editorial: DARcorporation, ISBN 1-884885-17-9. Libro: AIRPLANE FLIGHT DYNAMICS AND AUTOMATIC FLIGHT CONTROLS PART II Autor: J.Roskam Editorial: (2001) DARCorporation, ISBN 1-884885-18-7. Libro: FLIGHT DYNAMICS PRINCIPLES, A LINEAR SYSTEMS APPROACH Autor: M.V.Cook 2 Ed. Editorial: (2007) Butterworth Heinemann, ISBN: 978-0-7506-6927-6.
13 Libro: HELICOPTER FLIGHT DYNAMICS Autor: G.Padfield 2 Ed. Editorial: (2007) Butterworth Heinemann, ISBN: 978-0-7506-6927-6. Libro: PRINCIPLES OF IDEAL-FLUID AERODYNAMICS Autor: K. Karamcheti Editorial: ISBN-13: 978-0898741131. Tema: Liga: FLUENT Learning Modules https://confluence.cornell.edu/display/simulation/fluent+learning+modules Revista: ANSYS Fluent Tutorial Guide Año: 2016 Perfil del docente: El profesor deberá tener grado mínimo de Ingeniería preferentemente Maestría y/o Doctorado con bases firmes en áreas de investigación aplicada, siendo honesto, responsable y con una ética profesional comprobable Ficha bibliográfica del profesor: El Dr. Luis Arturo Reyes Osorio obtuvo el título de Ingeniero Mecánico Administrador en la Universidad Autónoma de Nuevo León, al igual que los grados de Maestro en Ciencias de la Ingeniería con Especialidad en Materiales y Doctor en Ingeniería de Materiales. Su experiencia profesional radica en el estudio de procesos de unión, desarrollo de recubrimientos, fundición de aleaciones no ferrosas y modelación de procesos mecánicos. Participa en el posgrado en Ingeniería Aeronáutica y colabora en la Maestría en Manufactura de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León. Es líder del cuerpo académico en Ciencias de la Ingeniería Automotriz. Ha dirigido 3 tesis de licenciatura, 3 de maestría y 1 tesis de doctorado, cuenta con 7 artículos indexados, así mismo ha participado en congresos nacionales e internacionales. Actualmente es Investigador Nacional nivel candidato.
14 JEFATURA DE ACADEMIA Dra. Bárbara Bermúdez Reyes JEFATURA DE DEPARTAMENTO Dr. Luis Arturo Reyes Osorio Dr. Ulises Matías García Pérez COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN DE AERONÁUTICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
15 CONTROL DE CAMBIOS Página Decía Dice Motivo del Cambio Fecha