Dinamica de Fluidos

Medio continuo: En la fase gaseosa, la materia está formada por átomos espaciados con amplitud. Sin embargo es muy conveniente descartar la naturaleza atómica de una sustancia y verla como una materia homogénea y continua, es decir, un medio continuo. La idealización del medio continuo permite tratar las propiedades como funciones de punto y suponer que esas propiedades varían de manera continuaen el espacio, sin discontinuidades por salto. Esta idealización es válida en tanto el tamaño del sistema con el que se trate sea grande en relación con el espacio entre las moléculas. La idealización del medio continuo está implícita en muchos enunciados que se hacen como, como “la densidad del agua en un vaso es la misma en cualquier punto”.
Propiedad en un punto: Cualquier característica deun sistema se conoce como propiedad. Algunas propiedades conocidas son la presión, la temperatura, el volumen, y la masa. La lista se puede extender hasta incluir menos conocidas como viscosidad, conductividad térmica, módulo de elasticidad, coeficiente de expansión térmica, resistividad eléctrica entre otras.
Campo escalar: Si a cada punto (x,y,z) de una región del espacio se le puede asociar unescalar V(x,y,z), hemos definido un campo escalar V en esta región. La función V depende del punto y por ello se llama función escalar de punto. Si el campo escalar no depende del tiempo se llama estacionario. Recibe el nombre de superficie equiescalar o isoescalar, el lugar geométrico de los puntos del espacio en los que el campo escalar tiene el mismo valor. Las superficies equiescalares vienendeterminados por la expresión:
V(x,y,z)=ki (ki es una constante)
Estas superficies no pueden tener puntos comunes por la imposibilidad de que la función escalar en un mismo punto tenga diferentes valores. Como ejemplos de campos escalares podemos citar el campo de temperaturas de un sólido o el campo de presiones de un gas.
Campo vectorial: Si a cada punto (x,y,z)de una región del espacio se puede asociar un vector E(x,y,z), queda definido un campo vectorial E en esta región. La función E depende del punto y por ello se llama función vectorial de punto. Si el campo vectorial no depende del tiempo se llama estacionario. En los campos vectoriales se definen las líneas de fuerza o líneas de campo, como las curvas tangentes en cada punto a los vectoresdefinidos en ellos. Decimos que un campo vectorial es uniforme cuando tenemos el mismo valor del vector campo y la misma dirección y sentido en todos los puntos. Un campo uniforme está representado por líneas decampo paralelas y equidistantes. Como ejemplos de campos vectoriales podemos citar el campo de velocidades en un fluido, el campo gravitatorio, el campo eléctrico y el campo magnético.
FlujoEstacionario: Flujo en el que todas las variables de fluido (velocidad, presión, densidad, temperatura, etc.) en todos los puntos fijos del flujo son constantes en el tiempo (pero, que por lo general varían de un lugar a otro). Por lo tanto, en flujos estacionarios, todas las derivadas parciales en el tiempo son cero. Los flujos que son precisamente estacionarios, sino que cambian suficientemente lentoen el tiempo para despreciar los términos de derivada con respecto al tiempo con error relativamente pequeño se llama cuasi estacionario.
Flujo uniforme en una sección: Cuando las propiedades del fluido y las condiciones del movimiento, en un instante dado, no cambian con la posición.
Línea en el tiempo: Si varias partículas adyacentes de fluido que se encuentran, en un campo de flujo se marcanen un instante determinado, forman una línea en el fluido en ese mismo instante, esta línea recibe el nombre de línea en el tiempo.
Línea de trayectoria: Curva que traza la trayectoria de una partícula de fluido conforme viaja a través de un flujo durante un periodo de tiempo. De manera matemática, es la curva a través de los puntos trazados por el vector de posición material durante un...