Descripción y contextualización de la asignatura

En el marco de las energías renovables, el estudio de los efectos de la dinámica de fluidos es crucial para la eficiencia y rendimiento a la hora de diseñar un dispositivo para la extracción de energía. El curso cubre los fundamentos de la teoría y la simulación numérica de los fluidos, incluyendo los efectos de la turbulencia. Asimismo, se abordará el proceso de generación de mallas, incluyendo el refinamiento adaptativo de mallas ad-hoc, ya que es un componente esencial y requiere mucho tiempo en el proceso de diseño. Métodos “meshless” serán también discutidos.



Los estudiantes aprenderán los conceptos fundamentales y el contexto físico-matemático de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). También aprenderán a configurar simulaciones numéricas para aplicaciones fluidodinámicas a través de sesiones prácticas. Los alumnos serán capaces de seleccionar la configuración numérica adecuada para las diferentes condiciones de flujo. Se proporcionarán los conocimientos básicos para el post-procesamiento y evaluación de los resultados en términos de fiabilidad numérica, fuerzas y el rendimiento de una geometría diseñada.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Capacidad para aprender las ecuaciones fundamentales de la dinámica de fluidos, su derivación e interpretación física.



Capacidad para encontrar la solución a un problema práctico de fluidodinámica, haciendo uso de una aproximación numérica adecuada.



Capacidad para manejar y comprender los conceptos básicos del desarrollo de un programa computacional para resolver las ecuaciones de la dinámica de fluidos.



Capacidad para producir un informe conciso y claro de los ejercicios a resolver, y poder debatirlo de forma oral.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

La calificación del alumno en la asignatura se determinará mediante la revisión y valoración de las tareas de evaluación propuestas a lo largo del curso. La modalidad de las tareas evaluables consiste en:



- la resolución de ejercicios,

- el desarrollo de código informático que resuelva los problemas planteados,

- un informe escrito consistente en la descripción, análisis y conclusiones obtenidas en la resolución de los ejercicios y en la programación del código informático y su implementación para la resolución de los casos propuestos.



Las tareas evaluables deben enviarse al enlace correspondiente de la plataforma egela/moodle dentro del plazo anunciado.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Los criterios de evaluación en la convocatoria extraordinaria serán los mismos que en la convocatoria ordinaria.

Temario

1. Introducción a las Leyes de Conservación en Mecánica de Fluidos.

2. Aproximación viscosa y ecuaciones de Navier-Stokes.

3. Método de discretización de diferencias finitas.

4. Diferencias finitas (ejercicios: ecuación de advección-difusión).

5. Método de volúmenes finitos (openFoam)

6. Volúmenes finitos (ejercicios).

7. Modelado de turbulencias.

8. Método de elementos finitos (formulación de Galerkin).

9. Elementos finitos (ejercicios: FEniCS).

10. Métodos lagrangianos: hidrodinámica de partículas suavizadas y métodos de vórtice.

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Apuntes teóricos, ejemplos, ejerccicios y código informático accesible desde la plataforma egela/moodle, https://egela.ehu.eus

Bibliografía básica

1. Ferzinger&Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer



2. Pope, Turbulent Flows, Cambridge Press.



1. Textbook: Blazek, J., Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications, 3rd Edition, Butterworth-Heinemann, 2015.