Visualizacion del vortice generado por un ala puesta en movimiento (video historico)

En este post les dejo una joya de la historia del desarrollo de la dinamica de fluidos: el video original de la visualizacion del flujo 2D plano en un ala que muestra lo que les comenté hoy en la parte de la clase que generosamente la práctica nos cedió. La relevancia de este video particular yace en el hecho de que se trata de la visualizacion original que realizaran Ludwig Prandtl y sus colegas O. Tietjens y W. Müller, en Alemania, alrededor de 1930.

Este es uno de los dos videos que los tres cientificos publicaron mostrando el comportamiento del flujo en torno de modelos de alas de avion (como el que vimos en la ultima clase teorica) para ilustrar el proceso de generacion del vortice inicial. La visualizacion del flujo fue generada grabando el movimiento de particulas (polvo) de aluminio que flotan sobre la superficie libre del liquido (agua) en canales hidrodinamicos a superficie abierta.

El video podran verlo aqui:

 

 

Recientemente, dos investigadores alemanes (C. Willert & J. Kompenhans) analizaron cuantitativamente estos videos historicos y pudieron cuantificar los flujos que se observan en los videos de Prandtl. Les dejo el paper que describe sus resultados aqui.

Espero que les sea util.

Acerca del examen parcial

Como sabrán, el 3 de Junio a las 17 horas es el parcial de la materia. En este post les transmitimos con anticipación la información respecto de la modalidad del examen para que la vayan conociendo desde ahora.

Modalidad de ‘parcial a distancia a libro abierto’:
  • El 3 de Junio próximo vamos a publicar el enunciado del parcial, en la forma de un post en la página web de la materia (es decir, aquí!). Este post estará disponible a partir de las 17 hs (puntuales); nuestro horario habitual de cursada. La idea es que descarguen el parcial y encaren su resolución.
  • Opcional para les estudiantes: les proponemos, a quienes quieran, encontrarnos en el zoom de nuestro curso a la hora en que el parcial comience (puntual), así entre todos leemos juntos las consignas y evacuamos todas las consultas que pudiera haber respecto de los enunciados. Una vez hecho eso, quien quiera quedarse conectado al aula del curso puede hacerlo, nosotros seguiremos conectados para asistirlos en caso de dudas que pudieran surgir, tal y como sucede en un parcial regular. De todas formas esto es optativo: nosotros no les solicitaremos que habiliten sus cámaras y/o micrófonos a quienes decidan quedarse conectades.
  • Al finalizar el parcial deberán subir sus resultados al campus de la materia. Para ello, les pedimos que completen los siguientes 3 pasos:
    (a) Tomar fotos de todas las hojas que van a entregar (por favor, que las fotos sean de la calidad necesaria como para garantizar que podamos entender lo que está escrito en ellas).
    (b) Generar un único documento PDF con todas las fotos en orden (como lo vienen haciendo hasta ahora con los ejercicios). El archivo no deberá superar el 50 Mb y deberá tener como nombre de archivo su apellido.
    (c) Subir el PDF al campus de la materia (en la misma forma en que lo vienen haciendo con los ejercicios).

Acerca del examen parcial:
  • El mismo constará de 3 ejercicios. Cada ejercicio aporta por igual (10/3 = 3.33) a la nota del examen.
  • Los ejercicios abarcaran todos los temas vistos hasta el momento en la materia, exceptuando el caso de transformaciones conformes.
  • Los ejercicios serán quizás ligeramente más difíciles conceptualmente que los de un parcial debido a la modalidad de ‘libro abierto’.
  • Podrán consultar sus apuntes (y otras fuentes) durante el examen.
  • Para la resolución dispondrán de un lapso de 3 hs.


Preguntas frecuentes sobre el examen parcial:

  • Con qué puntaje se aprueba el parcial?
    El parcial se aprueba con un puntaje total superior o igual a 7 (siete).
  • Si no apruebo el parcial, recupero solo los temas en los que me fue mal o todos los temas? 
    En caso de no haber aprobado el parcial, se recuperan en principio todos los temas. Conviene destacar, sin embargo, que estamos abiertos a considerar casos particulares en los que sólo se recupere una parcialidad del examen considerando positivamente las entregas de ejercicios.

 

Resultados de la votación acerca del mecanismo de entrega de ejercicios

Este es un post retrasado: los resultados de la votación sobre cómo seguir con el mecanismo de entrega de ejercicios. Con 34 votantes (sobre un total de 43) la opción por mantener la entrega de ejercicios asegurando un lapso de 10 días entre el anuncio y la entrega fue la mas elegida. Un 11.6% (5 votantes) se manifesto favorable a reducir las entregas a 1 ejercicio manteniendo los tiempos de entrega que veniamos manejando. Dos personas votaron por no hacer mas entregas de ejercicios y otras dos no se inclinaron por ninguna de las opciones listadas.

Les dejo aqui el link al formulario online, para que puedan ver los resultados.

Saludos!

Resolucion de problemas de potencial complejo usando Mathematica

En este post les dejo un notebook de Mathematica, en el cual les muestro cómo explotar la potencia de esta herramienta de cálculo simbólico (y numérico!) para resolver problemas de flujos potenciales bidimensionales.

En particular, el notebook trata un problema que vimos ya en teoricas: el flujo alrededor de un cilindro con una circulación atrapada que enfrenta un flujo uniforme al infinito.

La idea detrás de este post es que tengan una guía de cómo resolver y analizar este ejercicio en Mathematica, teniendo en cuenta que ustedes conocen ya la física del problema. El propósito subyacente es que, si así lo desean, puedan extrapolar lo que aprendan aquí a la resolución de cualquier otro problema de la guía de trabajos practicos.

Curvas de nivel de la función corriente (trazo continuo), de potencial (líneas punteadas) y campo de presiones (en color) para un caso particular de los parámetros del problema.

 

Sólo a modo de sumario, les cuento qué tipo de cálculos aprenderán a hacer en Mathematica usando este notebook. Entre otras cosas, verán cómo: (i) definir un potencial complejo, (ii) aplicar el teorema del círculo de Milne-Thomson, (iii) determinar las funciones potencial y de corriente, (iv) calcular los campos de velocidad, (v) obtener el campo de presiones en todo punto del espacio usando el teorema de Bernoulli y (vi) calcular la fuerza sobre el obstáculo mediante: (a) la integral de presión sobre el contorno sólido y (b) el teorema de Blasius via el cálculo de residuos. Asimismo, podran ver como se representan usualmente en forma grafica cada uno de estos resultados y como generar dichos graficos en Mathematica.

El archivo/notebook de Mathematica podrán descargarlo (tanto en formato Mathematica como en formato PDF, para quienes no disponen del software) haciendo click derecho aquí y descomprimiendo el archivo .zip que descargaran.

Espero que les sirva.

Apuntes para la guía 3 (parte b)

Hola a todes. El segundo apunte para la práctica 3 pueden bajarlo de aquí. En este apunte van a encontrar planteados dos problemas, el 8 y el 11. Este último es sobre transformaciones conformes, por lo que les recomiendo que aplacen su lectura hasta que el tema haya sido explicado en clase (durante la primera parte de la clase de este próximo miércoles). Buen fin de semana.

Office hours: 1 hora adicional por semana para hacer consultas y/o comentarios

Hola a todes!

Quiero comentarles que finalmente logré acomodar mis horarios para poder ofrecerles, tal y como había mencionado al inicio del curso, 1 hora más por semana de mi tiempo para que puedan hacer consultas, evacuar dudas que hubieran surgido o bien para hacer comentarios acerca del desarrollo del curso.

A fin de garantizar 1 hora por semana y a la vez acomodar a quienes quieran aprovecharlo y no puedan en un único horario, les propongo lo siguiente. Yo voy a hacerme disponible los dias miércoles y viernes a las 16h30 y hasta las 17, horario en el que comienza nuestro curso. Quienes quieran aprovechar de estas office hours que les ofrezco, solo tienen que conectarse a las 16h30 al aula virtual del curso, yo los estaré esperando.

Espero que este ofrecimiento les resulte útil y que muches de ustedes puedan aprovecharlo.

Acerca del empuje y de cómo funcionan las alas de avión

“La explicación más extendida del empuje es común, rápida, suena lógica y nos da la respuesta correcta, al tiempo que introduce conceptos erróneos, emplea un argumento físico sin sentido y evoca engañosamente la ecuación de Bernoulli”,

afirma Holger Babinsky (Cambridge Univ.) en su artículo “How do wings work?”, aparecido en 2003 en Physics Education. Los invito a leerlo para saber cómo un sencillo análisis de los gradientes de presión y de la curvatura de las líneas de corriente (como discutimos durante la última teórica) provee la explicación física más precisa y completa. Encontrarán el artículo siguiendo este link.

Espero que les sirva.