1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de : Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 0 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de : ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 créditos incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: 03/16/2016 Fecha de la última actualización: 04/07/16 Responsables del diseño: Dr. Santos Méndez Díaz Presentación: El uso de aeronaves y en general cualquier vehículo de transporte implica el consumo de energía, es por ello que un correcto diseño de la forma y superficie puede asegurar un menor consumo de energía, mayor seguridad y confort. El uso de CFD permite prever condiciones de operación aproximadas de un prototipo, pero dada la alta complejidad del transporte de masa, cantidad de movimiento y energía los datos obtenidos en una simulación pueden estar alejados del fenómeno real, es por ello que la realización de experimentos controlados con leyes de semejanza adecuadas es indispensable en el diseño de aeronaves.
Propósito: 2 La finalidad de la unidad de es que el estudiante aplique técnicas de modelaje dinámico para caracterizar la respuesta libre y forzada de estructuras mecánicas sujetas a diferentes tipos de carga cíclica, para predecir su respuesta, y prevenir condiciones de oscilación que puedan poner en riesgo la integridad de la estructura o de sus ocupantes. el alumno posea las competencias necesarias para diseñar un experimento en túnel de viento con leyes de semejanza y empleando técnicas de medida de velocidad modernas, además será competente en el análisis e interpretación de los resultados obtenidos a. Competencias del perfil de egreso: Competencias instrumentales: Aplica estrategias de autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que permita la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional Utiliza 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. Utiliza 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 Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable. Competencias integradoras Construye 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 la unidad de : Aplica métodos de modelaje matemático para analizar la respuesta en tiempo y en frecuencia de estructuras, con el fin de implementar métodos de control, aislamiento, monitoreo, y diseño.
3 Representación gráfica
Unidad temática 1: Introducción a la Aerodinámica Competencias particulares: Comprender los fundamentos teóricos de la Aerodinámica. 4 Elementos de Competencia Identifica los fundamentos teóricos aplicados al estudio experimental de la aerodinámica Evidencias de Reporte escrito de la investigación sobre el coeficiente de arrastre de vehículos Criterios de desempeño Reporte escrito Puntos a evaluar Fecha de entrega. Presentación y claridad del reporte. Precisión de los coeficientes de arrastre. Actividades de Caso de estudio de aplicación de los fundamentos Aerodinámica. Contenidos I.- Introducción a la capa límite II.- Aplicaciones Recursos Libros de apoyo Pintarrón Salón de clase PC Proyector
Unidad temática 2: Túnel de viento Competencias particulares: Conocer las partes, usos y operación de túneles de viento subsónicos 5 Elementos de Competencia Investigar sobre la evolución de túnel de viento, así como la instrumentación necesaria para realización de estudios de aerodinámica completos Evidencias de Reporte escrito sobre la evolución de túneles de viento Reporte escrito sobre la definición de números adimensionales Criterios de desempeño Reporte escrito sobre la historia de túnel de viento que cronológicamente describa los hitos. Reporte que describa el número de Reynolds y Mach Actividades de Contenidos Recursos Encontrar la relación entre números adimensionales y similaridad en el diseño de I.- Vibraciones libres de sistemas de un grado de libertad. II.- Vibración forzada armónica de sistemas de un grado de libertad y análisis en frecuencia. III.- Respuesta al impacto. Libros de apoyo Pintarrón Salón de clase PC Proyector Puntos a evaluar Fecha de entrega Calidad del reporte escrito. Calidad de los Discusión de los IV.- Cargas aleatorias.
Unidad temática 3: Técnicas convencionales Competencias particulares: Obtener la respuesta de instrumentos de medida convencionales en la medición de las principales variables físicas. 6 Elementos de Competencia Encontrar las frecuencias naturales, matriz modal, y efectuar la descomposición modal aplicando los principios de otrogonalidad. Realizar el estudio de respuesta en frecuencia en base a la descomposición modal. Evidencias de Estudio completo de un sistema de varios grados de libertad. Criterios de desempeño Reporte escrito sobre el estudio del sistema de varios grados de libertad. Puntos a evaluar Fecha de entrega Análisis e interpretación del problema. Calidad del reporte escrito. Calidad de los Discusión de los Actividades de Resolver de manera analítica y numérica, usando software de análisis numérico como apoyo, para la respuesta libre y forzada de un sistema de varios grados de libertad aplicando descomposición modal. Contenidos I. Vibración libre. II. Frecuencias naturales y modos de vibración. III. Descomposición modal. IV. Vibracion forzada. V. Respuesta en frecuencia por descomposición modal. Recursos Libros de apoyo Pintarron Salón de clase PC Proyector
Unidad temática 4: Técnicas Ópticas Competencias particulares: Análisis de variables físicas como velocidad, temperatura y concentración de especies químicas producidas por combustión. 7 Elementos de Competencia Derivar los modelos matemáticos de sistemas continuos como cuerdas y vigas, para aplicarlos en el análisis de su respuesta modal. Evidencias de Desarrollo del modelo matemático de un caso particular de sistema continúo de forma analítica y numérica. Criterios de desempeño Reporte escrito con el desarrollo del modelo designado. Puntos a evaluar Fecha de entrega Análisis e interpretación del problema. Calidad del reporte escrito. Calidad de los Discusión de los Actividades de Resolver de manera analítica y numérica, usando software de análisis numérico como apoyo, encontrando la ecuación de movimiento, su ecuación característica, solución, y formas modales. Contenidos I.- Vibración lateral, torsional y longitudinal de cuerdas y barras. II.-Vibración flexural de vigas delgadas. Recursos Libros de apoyo Pintarron Salón de clase PC Proyector.
Evaluación integral de procesos y productos 8 Evidencia Ponderación 1. Reporte sobre historia de túnel de viento 9% 2. Reporte escrito sobre definición de números adimensionales 9% 3. Investigación sobre especificaciones técnicas de Cámara Digital 9% 4. Reportes sobre coeficientes de arrastre de vehículos 9% 5. Búsqueda de artículo sobre uso de LDA 9% 6. Búsqueda de artículo sobre uso de PIV 9% 7. Evaluación de medio curso 20% 8. Evaluación ordinaria 20% Producto integrador del de la unidad de : Proyecto de Investigación bibliográfica y/o experimental. 6% Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Autor: Editorial: Libro: Autor: Editorial: Libro: Autor: Editorial: Laser Doppler and Phase Doppler Measurement Techniques Kelly Graham S. H.-E. Albrecht, Nils Damaschke, Michael Borys, Cameron Tropea Springer Particle Image Velocimetry: A Practical Guide Markus Raffel, Christian E. Willert, Steven T. Wereley, Jürgen Kompenhans Springer Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display Bahram Javidi, Fumio Okano, Jung-Young Son Springer
Libro: Autor: Editorial: The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook John G. Webster CRC Press 9 Tema: Adquisición de Datos Liga: http://www.ni.com Fecha última revisión: 16 de marzo de 2016 Tema: Análisis de Imagen Liga: http://www.ni.com Fecha última revisión: 16 de marzo de 2016 Tema: LDA, PIV, LIF y CTA Liga: http://www.dantecdynamics.com Fecha última revisión: 16 de marzo de 2016 Perfil del docente: Maestro en Ciencias con experiencia en investigación experimental. Ficha bibliográfica del profesor: Dr. Santos Méndez Díaz Ingeniero Mecánico e Ingeniero Industrial y de Sistemas Doctorado en Tecnología Energética Profesor de tiempo completo desde 2008
10 JEFATURA DE ACADEMIA Dra. Bárbara Bermúdez Reyes JEFATURA DE DEPARTAMENTO Dr. Luis Arturo Reyes Osorio COORDINACIÓN GENERAL ACADEMICA DE AERONÁUTICA Dr. Ulises Matías García Pérez SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA Dr. Arnulfo Treviño Cubero
11 CONTROL DE CAMBIOS Página Decía Dice Motivo del Cambio Fecha