Capítulo 08: Flujo potencial y mecanica de fluidos computacional

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.33 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.33.Represente esquemáticamente las líneas de corriente del flujo debido a la superposición de dos fuentes bidimensionales iguales de intensidad +m situadas en (0, +a) y (0, –a) y una corriente uniforme U’ = ma. ¿Aparece algún…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.31 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.31.Un cuerpo semiinfinito de Rankine tiene la forma que se muestra en la Figura P8.31. Para la velocidad de la corriente y las dimensiones del cuerpo dadas, determine (a) la intensidad m de la fuente en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.30 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.30.Suponga que el colector de la Figura P8.11 descarga 450 m3 /s en una corriente marina que se mueve con una velocidad de 60 cm/s hacia la derecha. Esquematice la estructura del flujo visto desde arriba,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.29 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.29.Una corriente uniforme de agua, con U’ = 20 m/s y ρ = 998 kg/m3 , se combina con una fuente en el origen para formar un cuerpo semiinfinito. En (x, y) = (0, 1,2 m),…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.28 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.28.Cuatro fuentes de la misma intensidad m se sitúan en las cuatro esquinas de un cuadrado (x, y) = (a, a), (a, –a), (–a, a) y (–a, –a). Esquematice las líneas de corriente y equipotenciales. ¿Aparece…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.27 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.27.Agua a 20 °C fluye alrededor del cuerpo semiinfinito que se muestra en la Figura P8.27. Las mediciones de presión en los puntos A y B son 160 kPa y 90 kPa, respectivamente, con incertidumbres de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.26 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.26.Determine el vector velocidad resultante en el punto A de la Figura P8.26 debido a la superposición de la corriente uniforme, la fuente bidimensional, el sumidero bidimensional y el torbellino. Solución: Solución 1: Canal    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.25 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.25.El flujo debido a la combinación torbellino/sumidero de la Ecuación (4.134) puede simular el flujo en un tornado como en la Figura P8.25. Suponga que la circulación alrededor del tornado es Γ = 8500 m2 /s…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.24 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.24.Dos fuentes bidimensionales de la misma intensidad m = Ua, donde U es una velocidad de referencia, se sitúan en (x, y) = (0, a) y (0, –a). Represente esquemáticamente las líneas de corriente y equipotenciales…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.23 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.23.Determine el vector velocidad resultante en el punto A de la Figura P8.23 debido a la superposición de la corriente uniforme, el torbellino y la fuente bidimensional. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.22 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.22.Dibuje las líneas de corriente del flujo debido a una corriente uniforme V = iU más un torbellino bidimensional en el sentido de las agujas del reloj de intensidad –K situado en el origen. ¿Hay puntos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.21 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.21.Dibuje las líneas de corriente del flujo debido a un torbellino bidimensional de intensidad +K situado en (+a, 0) y otro torbellino de intensidad –2K situado en (–a, 0). ¿Cómo es el flujo visto desde lejos?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.20 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.20.Dibuje las líneas de corriente del flujo debido a un torbellino bidimensional de intensidad +K situado en (0, +a) y otro torbellino de intensidad –K situado en (0, –a). ¿Cómo es el flujo visto desde lejos?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.19 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.19.Dibuje las líneas de corriente y equipotenciales del flujo debido a una fuente bidimensional de intensidad 3m situada en (a, 0) más un sumidero de intensidad –m situado en (-a, 0). ¿Cómo es el flujo visto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.18 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.18.Dibuje las líneas de corriente y equipotenciales del flujo debido a una fuente bidimensional de intensidad m situada en (a, 0) más una fuente de intensidad 3m situada en (–a, 0). ¿Cómo es el flujo visto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.17 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.17.Determine la posición (x, y) a lo largo de la superficie del cuerpo semiinfinito de la Figura 8.5a donde la velocidad local es igual a la velocidad de la corriente incidente. ¿Qué presión debería haber en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.16 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.16.Considérese el flujo en un punto de remanso no viscoso, ψ = Kxy (véase Figura 8.15b), al que se le añade una fuente en el origen de intensidad m. Represente las líneas de corriente resultantes en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.15 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.15.En la escala Saffir-Simpson (<www.encyclopedia.com>), un huracán de categoría 3 tiene una velocidad máxima de 130 mi/h. Sea R = 18 km el radio de transición (véase Figura P8.14). Suponiendo condiciones estándar a nivel del mar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.14 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.14.Un tornado puede modelarse mediante el flujo circulatorio de la Figura P8.14, con vr = vz = 0 y vθ (r) dado por Determine si este flujo es irrotacional en la región interior o en la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.13 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.13.Una solución exacta bien conocida de las ecuaciones de Navier-Stokes (4.38) es el movimiento circulatorio no estacionario  donde K es una constante y ν es la viscosidad cinemática. ¿Tiene este flujo función de corriente y/o poten…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.13 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.13.Una solución exacta bien conocida de las ecuaciones de Navier-Stokes (4.38) es el movimiento circulatorio no estacionario Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.12 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.12.Considérese el flujo debido a un torbellino bidimensional situado en el origen de intensidad K. Determine, con la Ecuación (8.15), la circulación en el sentido de las agujas del reloj a lo largo de un camino…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.11 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.11.El desagüe del agua de refrigeración de una central térmica es esencialmente un colector vertical de 55 cm de diámetro y 8 m de altura perforado por 25.000 agujeros de 1 cm de diámetro, como se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.10 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.10.Una relación matemática que se utiliza a veces en Mecánica de Fluidos es el teorema de Stokes [1]:donde A es una superficie arbitraria y C es la curva que delimita dicha superficie. El vector ds es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.9 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.9.Considere el campo de velocidades bidimensional u = –Ax, v = Ay, donde A es una constante. Evalúe la circulación Γ alrededor del rectángulo definido por (x, y) = (1, 1), (4, 1), (4, 3) y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.8 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.8.Evalúe la circulación Γ del campo de velocidades del Problema P8.5 alrededor del rectángulo definido por (x, y) = (1, 1), (3, 1), (3, 2) y (1, 2). Interprete el resultado obtenido, en especial con respecto…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.7 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.7.Considérese un flujo con densidad y viscosidad constantes. Si el potencial de velocidades está dado por la Ecuación (8.1), muestre que el flujo satisface idénticamente las ecuaciones completas de Navier-Stokes (4.38). Si es así, ¿por qué…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.6 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.6.Si el potencial de velocidades de un flujo bidimensional realista es φ = C ln(x2 + y2 )1/2, donde C es una constante, determine la forma de la función de corriente ψ(x, y). Consejo: utilice coordenadas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.5.Considérese el campo de velocidades bidimensional u = –By, v = Bx, donde B es una constante. ¿Tiene este flujo función de corriente? Si es así, determine su forma. Si existiera potencial de velocidades, obténgalo también.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.4 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.4.La función l/r ¿representa un potencial de velocidades en coordenadas polares? Si es así, ¿cuál es la función de corriente ψ(r, θ) asociada? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.3 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.3.Utilizando coordenadas cartesianas, muestre que cada componente de la velocidad (u, v, w) de un flujo potencial satisface la ecuación de Laplace. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.2 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.2.El flujo plano estacionario de la Figura P8.2 tiene el siguiente campo de velocidades en coordenadas polares: vθ = Ωr y vr = 0. Determine la circulación Γ alrededor de la curva indicada. Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS MECÁNICA DE FLUIDOS – WHITE 5 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA P8.5 MECÁNICA DE FLUIDOS WHITE 5 EDICIÓN. P8.1.Demuestre que las líneas de corriente ψ(r, θ) en coordenadas polares, Ecuación (8.10), son perpendiculares a las líneas equipotenciales φ(r, θ). Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…