jueves, 8 de noviembre de 2007

Desarrollo histórico

Desarrollo histórico

Hipótesis del medio continuo:








La hipótesis del medio continuo es la hipótesis fundamental de la mecánica de fluidos y en general de toda la mecánica de medios continuos. En esta hipótesis se considera que el fluido es continuo a lo largo del espacio que ocupa, ignorando por tanto su estructura molecular y las discontinuidades asociadas a esta. Con esta hipótesis se puede considerar que las propiedades del fluido (densidad, temperatura, etc.) son funciones continuas.
La forma de distinguir cuándo la hipótesis de continuidad es válida consiste en comparar el camino libre medio de las moléculas con la longitud característica del sistema físico. Al cociente entre estas longitudes se le denomina número de Knudsen. Cuando este número adimensional es mucho menor a la unidad, el material en cuestión puede considerarse un fluido (medio continuo). En el caso contrario los efectos debidos a la naturaleza molecular de la materia no pueden ser despreciados y debe utilizarse la mecánica estadística para predecir el comportamiento de la materia.

Concepto de partícula fluida [editar]
Este concepto esta muy ligado al del medio continuo y es sumamente importante en la mecánica de fluidos. Llamamos partícula fluida a la masa elemental de fluido que en un instante determinado se encuentra en un punto del espacio. Dicha masa elemental ha de ser lo suficientemente grande como para contener un gran número de moléculas, y lo suficientemente pequeña como para poder considerar que en su interior no hay variaciones de las propiedades macroscópicas del fluido, de modo que en cada partícula fluida podamos asignar un valor a estas propiedades. Es importante tener en cuenta que la partícula fluida se mueve con la velocidad macroscópica del fluido, de modo que está siempre formada por las mismas moléculas. Así pues, un determinado punto del espacio en distintos instantes de tiempo estará ocupado por distintas partículas fluidas.

Descripciones lagrangiana y euleriana del movimiento de un fluido [editar]
A la hora de describir el movimiento de un fluido existen dos puntos de vista. Una primera forma de hacerlo es seguir a cada partícula fluida en su movimiento, de manera que buscaremos unas funciones que nos den la posición, así como las propiedades de la partícula fluida en cada instante. Ésta es la descripción Lagrangiana. Una segunda forma es asignar a cada punto del espacio y en cada instante un valor para las propiedades o magnitudes fluidas sin importar la partícula fluida que en dicho instante ocupa ese punto. Ésta es la descripción Euleriana, que no está ligada a las partículas fluidas sino a los puntos del espacio ocupados por el fluido. En esta descripción el valor de una propiedad en un punto y en un instante determinado es el de la partícula fluida que ocupa dicho punto en ese instante.
La descripción euleriana es la usada comúnmente, puesto que en la mayoría de casos y aplicaciones es más útil. Usaremos dicha descripción para la obtención de las ecuaciones generales de la mecánica de fluidos.

Ecuaciones generales de la mecánica de fluidos
Artículo principal: Ecuaciones de Navier-Stokes
Las ecuaciones que rigen toda la mecánica de fluidos se obtienen por la aplicación de los principios de conservación de la mecánica y la termodinámica a un volumen fluido. Para generalizarlas usaremos el teorema del transporte de Reynolds y el teorema de la divergencia (o teorema de Gauss) para obtener las ecuaciones en una forma más útil para la formulación euleriana.
Las tres ecuaciones fundamentales son: la ecuación de continuidad, la ecuación de la cantidad de movimiento, y la ecuación de la conservación de la energía. Estas ecuaciones pueden darse en su formulación integral o en su forma diferencial, dependiendo del problema. A este conjunto de ecuaciones dadas en su forma diferencial también se le denomina ecuaciones de Navier-Stokes.
No existe una solución general a dicho conjunto de ecuaciones debido a su complejidad, por lo que para cada problema concreto de la mecánica de fluidos se estudian estas ecuaciones buscando simplificaciones que faciliten la resolución del problema. En algunos casos no es posible obtener una solución analítica, por lo que hemos de recurrir a soluciones numéricas generadas por ordenador. A esta rama de la mecánica de fluidos se la denomina mecánica de fluidos computacional.
Las ecuaciones son las siguientes:
Ecuación de continuidad:
-Forma integral:




-Forma diferencial:







Ecuación de cantidad de movimiento: Ç




-Forma integral:






-Forma diferencial:




Ecuación de la energía
-Forma integral:

-Forma diferencial:

Mecánica de fluidos

La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos). La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes. También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. La hipótesis fundamental en la que se basa toda la mecánica de fluidos es la hipótesis del medio continuo.

INGENIERIA AERONAUTICA



La ingeniería aeronáutica consiste en la aplicación de la tecnología al diseño, la construcción o fabricación y la utilización de artefactos capaces de volar o aerodinos —principalmente aviones o aeronaves, misiles y equipos espaciales— y en los aspectos técnicos y científicos de la navegación aérea y los instrumentos de los cuales se sirve ésta.
La ingeniería aeronáutica se ocupa de diseñar y construir las aeroestructuras de los aviones y helicópteros tomando en consideración las leyes de la aerodinámica y los fundamentos de la mecánica de fluidos y la ingeniería estructural. Además se encargan de la integración de los elementos motores (alternativos, turbofanes, turborreactores y turboejes) en las aeroestructuras para construir la aeronave. Otros campos de actividad de los Ingenieros Aeronáuticos son la construcción de aeropuertos, el diseño y operación de redes de transporte aeronáutico y la fabricación de equipos y materiales especiales como armamento, satélites o cohetes espaciales.


jueves, 25 de octubre de 2007

introduccion

En la solución de un problema aerodinámico normalmente se hace necesario el calculo de varias propiedades del fluido, como pueden ser velocidad, presión, densidad y temperatura, en función de la posición del punto estudiado y el tiempo.

Modelizando el campo fluido es posible calcular, en casi todos los casos de manera aproximada, las fuerzas y los momentos que actúan sobre el cuerpo o cuerpos sumergidos en el campo fluido. La relación entre fuerzas sobre un cuerpo moviéndose en el seno de un fluido y las velocidades viene dada por los coeficientes aerodinámicos. Existen coeficientes que relacionan la velocidad con las fuerzas y coeficientes que relacionan la velocidad con los momentos. Conceptuamente los más sencillos son los primeros, que dan la fuerza de sustentación L, la resistencia aerodinámica D y fuerza lateral Y en términos del cuadrado de la velocidad (V2), la densidad del fluido (ρ) y el área transversal (St):

Coeficiente de sustentación




Coeficiente de resistencia




Coeficiente de fuerza lateral


Debido a la complejidad de los fenómenos que ocurren y de las ecuaciones que los describen, son de enorme utilidad tanto los ensayos prácticos, por ejemplo ensayos en túnel de viento) como los cálculos numéricos de la aerodinámica numérica.

aerodinamica

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas y no un líquido, caso éste que se estudia en Hidrodinámica.

jueves, 18 de octubre de 2007

aviacion

Aviación De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Se entiende por aviación el desplazamiento controlado a través del aire de aparatos que usan para desarrollar su vuelo la fuerza sustentadora de superficies fijas o móviles, frecuentemente auxiliados por medios mecánicos como aviones y helicópteros o sin componentes mecánicos como los planeadores. Los dirigibles y los globos aerostáticos no se incluyen en este concepto, por tratarse de ingenios cuya navegación aérea se basa en el Principio de Arquímedes. Siendo anteriores en el tiempo a los aerodinos cuyo sistema de vuelo se fundamenta en el uso de superficies sustentantes, a estos últimos se les conoció en un principio como los más pesados que el aire. Por otra parte, se entiende por aviación también las infraestructuras, industria, personal y las organizaciones cuya actividad principal es la aviación. En este sentido en que se engloba la actividad y sus medios materiales o personales, puede efectuarse una primera diferenciación entre aviación civil y aviación militar en función que el carácter de sus objetivos sea precisamente, civil o militar.

Aeronáutica moderna


La investigación en la aeronáutica moderna es principalmente controlada por corporaciones independientes y universidades. Existen también diversas agencias de gobierno que estudian la aeronáutica, entre ellos la NASA, en los Estados Unidos y la Agencia Espacial Europea en Europa.