
asignatura master 2025
Curso 2024/2025 Código Asignatura: 28806428
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Guía de la Asignatura Curso 2024/2025
- Primeros Pasos
- Presentación y contextualización
- Requisitos y/o recomendaciones para cursar esta asignatura
- Equipo docente
- Horario de atención al estudiante
- Competencias que adquiere el estudiante
- Resultados de aprendizaje
- Contenidos
- Metodología
- Sistema de evaluación
- Bibliografía básica
- Bibliografía complementaria
- Recursos de apoyo y webgrafía
Código Asignatura: 28806428
PRESENTACIÓN Y CONTEXTUALIZACIÓN
La guía de la asignatura ha sido actualizada con los cambios que aquí se mencionan.
NOMBRE DE LA ASIGNATURA | MÉTODOS COMPUTACIONALES EN INGENIERÍA DE FLUIDOS |
CÓDIGO | 28806428 |
CURSO ACADÉMICO | 2024/2025 |
TÍTULOS DE MASTER EN QUE SE IMPARTE |
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
PRUEBA DE APTITUD DE HOMOLOGACIÓN DE MÁSTER DE INGENIERÍA INDUSTRIAL |
TIPO | CONTENIDOS |
Nº ECTS | 5 |
HORAS | 125 |
PERIODO | SEMESTRE 1 |
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE | CASTELLANO |
La asignatura “Métodos computacionales en ingeniería de fluidos” es una asignatura optativa de la especialidad Ingeniería Mecánica del Máster Universitario en Ingeniería Industrial, que se imparte desde el Área de Mecánica de Fluidos (mecanicafluidos.uned.es) del Departamento de Mecánica. Se cursa en el tercer semestre y tiene 5 créditos ECTS. Cada crédito ECTS corresponde aproximadamente a 25 horas de trabajo del alumno.
En la asignatura se lleva a cabo un estudio introductorio de la dinámica de fluidos computacional (CFD) y su aplicación a flujos de fluidos de interés en ingeniería. La dinámica de fluidos computacional permite obtener soluciones aproximadas de problemas en los que intervienen flujos de fluidos y procesos de transferencia de calor y masa, mediante la resolución de las ecuaciones de conservación utilizando métodos numéricos. El desarrollo de potentes ordenadores con gran capacidad de cálculo y el avance en las técnicas numéricas han determinado que la dinámica de fluidos computacional sea en la actualidad una herramienta muy útil y eficiente, y que se aplique habitualmente a la resolución de innumerables problemas en muy diversos campos de la ingeniería industrial, aeronáutica, naval y civil, entre otros.
Esta asignatura completa y amplía los conocimientos adquiridos por los estudiantes durante sus estudios de grado y en la asignatura Ingeniería de Fluidos de este máster, sobre mecánica de fluidos y sus diversas aplicaciones, así como sobre métodos numéricos de simulación utilizados en ingeniería. La utilización de códigos de dinámica de fluidos computacional está muy ampliamente extendida en un gran número de empresas industriales, por lo que la asignatura tiene una orientación principalmente aplicada.
Para iniciar el estudio de la asignatura son necesarios conocimientos previos de mecánica de fluidos. Puede resultar conveniente repasar algunos temas estudiados en la asignatura Ingeniería de Fluidos.
Nombre y apellidos | JULIO HERNANDEZ RODRIGUEZ (Coordinador de Asignatura) |
Correo electrónico | jhernandez@ind.uned.es |
Teléfono | 91398-6424 |
Facultad | ESCUELA TÉCN.SUP INGENIEROS INDUSTRIALES |
Departamento | MECÁNICA |
Nombre y apellidos | CLAUDIO ZANZI |
Correo electrónico | czanzi@ind.uned.es |
Teléfono | 91398-8913 |
Facultad | ESCUELA TÉCN.SUP INGENIEROS INDUSTRIALES |
Departamento | MECÁNICA |
Nombre y apellidos | ADOLFO ESTEBAN PAZ |
Correo electrónico | aesteban@ind.uned.es |
Teléfono | 91398-6428 |
Facultad | ESCUELA TÉCN.SUP INGENIEROS INDUSTRIALES |
Departamento | MECÁNICA |
La tutorización y el seguimiento del aprendizaje se realizará a través del curso virtual. También pueden realizarse consultas telefónicas y presenciales a los profesores del equipo docente preferentemente en el siguiente horario:
D. Julio Hernández Rodríguez
Lunes, de 16 a 20 h.
Depto. de Mecánica, ETS de Ingenieros Industriales, Despacho 1.45
Tel.: 91 398 64 24
Correo electrónico: jhernandez@ind.uned.es
D. Claudio Zanzi
Lunes, de 16 a 20 h.
Dpto. de Mecánica, ETS de Ingenieros Industriales. Despacho 1.36
Tel.: 91 398 89 13
Correo electrónico: czanzi@ind.uned.es
D. Adolfo Esteban Paz
Miércoles, de 9:30 a 13:30 h.
Dpto. de Mecánica, ETS de Ingenieros Industriales. Despacho 1.30
Tel.: 91 398 64 28
Correo electrónico: aesteban@ind.uned.es
Dirección postal:
Dpto. de Mecánica, ETS de Ingenieros Industriales
C/ Juan del Rosal 12
28040 Madrid
COMPETENCIAS BÁSICAS
CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
COMPETENCIAS GENERALES
CG1 - Iniciativa y motivación
CG2 - Planificación y organización
CG3 - Manejo adecuado del tiempo
CG4 - Análisis y síntesis
CG5 - Aplicación de los conocimientos a la práctica
CG6 - Resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos
CG7 - Pensamiento creativo
CG8 - Razonamiento crítico
CG9 - Toma de decisiones
CG10 - Seguimiento, monitorización y evaluación del trabajo propio o de otros
CG11 - Aplicación de medidas de mejora
CG12 - Innovación
CG13 - Comunicación y expresión escrita
CG14 - Comunicación y expresión oral
CG15 - Comunicación y expresión en otras lenguas
CG16 - Comunicación y expresión matemática, científica y tecnológica
CG17 - Competencia en el uso de las TIC
CG18 - Competencia en la búsqueda de la información relevante
CG19 - Competencia en la gestión y organización de la información
CG20 - Competencia en la recolección de datos, el manejo de bases de datos y su presentación
CG21 - Habilidad para coordinarse con el trabajo de otros
CG22 - Habilidad para negociar de forma eficaz
CG23 - Habilidad para la mediación y resolución de conflictos
CG24 - Habilidad para coordinar grupos de trabajo
CG25 - Liderazgo
CG26 - Conocimiento y práctica de las reglas del trabajo académico
CG27 - Compromiso ético y ética profesional
CG28 - Conocimiento, respeto y fomento de los valores fundamentales de las sociedades democráticas
CG29 - Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de: métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, mecánica de fluidos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.
CG33 - Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental.
CG34 - Gestionar técnica y económicamente proyectos, instalaciones, plantas, empresas y centros tecnológicos.
CG35 - Poder ejercer funciones de dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos I+D+i en plantas, empresas y centros tecnológicos.
CG36 - Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE5 - Conocimientos y capacidades para el diseño y análisis de máquinas y motores térmicos, máquinas hidráulicas e instalaciones de calor y frío industrial
CE6 - Conocimientos y capacidades que permitan comprender, analizar, explotar y gestionar las distintas fuentes de energía.
CE16 - Capacidad para la gestión de la Investigación, Desarrollo e Innovación tecnológica.
CE20 - Conocimiento y capacidades para el proyectar y diseñar instalaciones eléctricas y de fluidos, iluminación, climatización y ventilación, ahorro y eficiencia energética, acústica, comunicaciones, domótica y edificios inteligentes e instalaciones de Seguridad.
CE22 - Conocimientos y capacidades para realizar verificación y control de instalaciones, procesos y productos.
CE23 - Conocimientos y capacidades para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes.
- Conocer modelos matemáticos y técnicas numéricas utilizadas en dinámica de fluidos computacional.
- Capacidad para seleccionar métodos computacionales adecuados de resolución de problemas fluidomecánicos de interés en ingeniería.
- Capacidad para utilizar códigos computacionales de propósito general.
Tema 1. Introducción a los métodos numéricos en ingeniería de fluidos
- Definición y aplicaciones de la dinámica de fluidos computacional.
- Utilización de códigos CFD en la resolución de problemas fluidomecánicos.
Tema 2. Ecuaciones de conservación que describen el movimiento de los fluidos y condiciones de contorno
- Deducción de las ecuaciones de conservación.
- Forma conservativa de las ecuaciones de conservación.
- Clasificación de las ecuaciones diferenciales en derivadas parciales.
- Condiciones de contorno.
Tema 3. Flujos turbulentos. Modelización
- Turbulencia.
- Transición de flujo laminar a turbulento.
- Características de los flujos turbulentos.
- Efectos de las fluctuaciones turbulentas en el flujo medio.
- Métodos utilizados para tener en cuenta los efectos de la turbulencia.
- Ecuaciones de Reynolds.
- Métodos basados en la simulación de los torbellinos de grandes escalas (LES).
- Simulación numérica directa (DNS).
Tema 4. Métodos de volúmenes finitos en problemas estacionarios
4.1. Problemas de difusión.
- Discretización basada en volúmenes finitos.
- Modelización de un problema de difusión estacionario y unidimensional.
- Problemas de difusión bidimensionales y tridimensionales.
4.2. Problemas de convección-difusión.
- Problemas de convección-difusión estacionarios y unidimensionales.
- Esquemas de diferencias centradas.
- Esquemas de tipo ‘upwind’.
- Esquemas de tipo híbrido.
- Esquemas de alto orden.
4.3. Acoplamiento velocidad-presión.
- Problema del acoplamiento velocidad-presión.
- Malla desplazada.
- Discretización de la ecuación de cantidad de movimiento.
- Algoritmo SIMPLE.
- Algoritmos SIMPLER, SIMPLEC y PISO.
4.4. Métodos de solución de las ecuaciones discretizadas.
- Algoritmo TDMA.
- Métodos iterativos.
- Técnicas multimalla.
Tema 5. Métodos de volúmenes finitos en problemas no estacionarios
- Problemas no estacionarios unidimensionales de conducción de calor.
- Esquemas explícitos.
- Esquema de Crank-Nicolson.
- Esquema totalmente implícito.
- Problemas no estacionarios de convección-difusión.
Tema 6. Implementación de métodos computacionales
6.1. Condiciones de contorno.
- Condiciones de entrada y salida.
- Condiciones de pared.
- Condición de presión constante.
- Condiciones de simetría y condiciones periódicas.
6.2. Errores e incertidumbres en la modelización numérica.
- Errores numéricos.
- Fuentes de incertidumbre.
- Verificación y validación.
- Buenas prácticas en la selección y utilización de métodos numéricos.
6.3. Modelizado en problemas con geometrías complejas.
- Condiciones de contorno utilizadas para modelizar cuerpos inmersos en el flujo de un fluido en mallas cartesianas.
- Mallas adaptadas al cuerpo.
- Mallas estructuradas por bloques.
- Mallas no estructuradas.
Tema 7. Aplicaciones de la dinámica de fluidos computacional a flujos de interés industrial
La metodología se basa en el modelo metodológico de educación a distancia de la UNED. Las actividades formativas están basadas principalmente en la interacción con el equipo docente y el trabajo autónomo de los estudiantes. El equipo docente proporcionará orientaciones y material de apoyo para el estudio de la asignatura y atenderá las consultas que planteen los alumnos. El trabajo autónomo estará marcado por una serie de actividades de aprendizaje, tales como el estudio de contenidos teóricos y la realización de pruebas de evaluación continua y pruebas presenciales. El porcentaje de dedicación del estudiante a las diferentes actividades formativas se repartiría entre un 20% de interacción entre el profesor y el estudiante, un 70% de trabajo autónomo y un 10% de tiempo dedicado a actividades de evaluación.
El marco principal en el que se desarrolla el curso es el curso virtual, que constituye la herramienta más importante de comunicación entre los estudiantes y el equipo docente y de los estudiantes entre sí. A través de esta plataforma virtual el estudiante tendrá acceso principalmente a los siguientes elementos de apoyo:
- El módulo de contenidos, en el que se pondrán a disposición de los estudiantes unos apuntes complementarios sobre mecánica de fluidos y unas orientaciones en las que se recogerán recomendaciones sobre el estudio de la asignatura y toda la información necesaria actualizada.
- Prueba de evaluación continua, que permitirá al estudiante hacer un seguimiento de su progreso en la adquisición y asimilación de conocimientos y servir de medio de evaluación junto con la prueba presencial.
- Los foros de debate, en los que el estudiante podrá ir planteando las dudas que le vayan surgiendo en el estudio de los contenidos de la asignatura, y en los que recibirá las correspondientes aclaraciones por parte del equipo docente. Los estudiantes también podrán participar en los foros contestando cuestiones formuladas por sus compañeros.
TIPO DE PRUEBA PRESENCIAL |
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Tipo de examen | |
Tipo de examen | Examen de desarrollo |
Preguntas desarrollo | |
Preguntas desarrollo | |
Duración | |
Duración | 120 (minutos) |
Material permitido en el examen | |
Material permitido en el examen | Se permite utilizar calculadora programable y cualquier tipo de material de consulta impreso. |
Criterios de evaluación | |
Criterios de evaluación | Se valorará el rigor en las respuestas y el grado de asimilación de la materia que se demuestre, tanto en las cuestiones teóricas como en los ejercicios prácticos. |
% del examen sobre la nota final | |
% del examen sobre la nota final | 60 |
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC | |
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC | |
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC | |
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC | |
Nota mínima en el examen para sumar la PEC | |
Nota mínima en el examen para sumar la PEC | |
Comentarios y observaciones | |
Comentarios y observaciones | Para aprobar la asignatura será necesario obtener una calificación mínima de 3,5 puntos sobre 10 en la prueba presencial y 5 puntos sobre 10 en la calificación global. |
CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA PRESENCIAL Y/O LOS TRABAJOS | |
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CARACTERÍSTICAS DE LA PRUEBA PRESENCIAL Y/O LOS TRABAJOS |
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Requiere Presencialidad | |
Requiere Presencialidad | Si |
Descripción | |
Descripción | La prueba presencial consistirá en la resolución de cuestiones teóricas y uno o dos ejercicios prácticos. La puntuación máxima de cada cuestión y ejercicio se indicará en el enunciado. |
Criterios de evaluación | |
Criterios de evaluación | Se valorará el rigor en las respuestas y el grado de asimilación de la materia que se demuestre, tanto en las cuestiones teóricas como en los ejercicios prácticos. |
Ponderación de la prueba presencial y/o los trabajos en la nota final | |
Ponderación de la prueba presencial y/o los trabajos en la nota final | El peso de la prueba presencial en la nota final será del 60%. |
Fecha aproximada de entrega | |
Fecha aproximada de entrega | |
Comentarios y observaciones | |
Comentarios y observaciones |
PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC) | |
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PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC) |
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¿Hay PEC? | |
¿Hay PEC? | Si,PEC no presencial |
Descripción | |
Descripción | La prueba de evaluación continua, de carácter voluntario, consistirá en responder de forma telemática, a través del curso virtual, una serie de preguntas en forma de test sobre los contenidos de la asignatura. Una vez iniciado, para contestar el test se dispondrá de un tiempo limitado. El test podrá iniciarse en cualquier momento en el periodo de tiempo que se fijará en el curso virtual, dentro del mes de enero y antes de la prueba presencial ordinaria. Alternativamente, el estudiante podrá optar por realizar, en lugar de la prueba anterior, un trabajo consistente en la implementación de un modelo numérico para la simulación de un flujo sencillo, o bien en la simulación de un flujo más complejo mediante un código de propósito general. El trabajo debe ser entregado a través del curso virtual, dentro de los plazos que en este se establezcan, antes de la prueba presencial de las convocatorias de febrero o septiembre. |
Criterios de evaluación | |
Criterios de evaluación | En la prueba en forma de test, cada pregunta tendrá 4 opciones de respuesta, siendo sólo una de ellas correcta. Cada respuesta correcta sumará 1 punto. Las respuestas contestadas de forma incorrecta restarán 0,25 puntos. En el caso de que se opte por realizar el trabajo final, se valorará el rigor del planteamiento del problema fluidomecánico elegido, la adecuación del procedimiento de resolución numérica utilizado, el análisis de los resultados obtenidos y las conclusiones del trabajo. |
Ponderación de la PEC en la nota final | |
Ponderación de la PEC en la nota final | La calificación de la prueba tendrá un peso del 40% en la calificación final de la asignatura. En el caso de que no se realice la prueba de evaluación continua en forma de test antes de la prueba presencial de febrero (en el plazo que se establezca en el curso virtual), ni el trabajo final alternativo en ninguno de los dos plazos previstos, la nota de la prueba presencial (independientemente de que ésta se realice en la convocatoria de febrero o en la de septiembre) será la calificación final de la asignatura. La calificación de la prueba (en cualquiera de las dos modalidades de test o trabajo final) solo se tendrá en cuenta cuando sea superior a la calificación de la prueba presencial. |
Fecha aproximada de entrega | |
Fecha aproximada de entrega | 17/01/2025 (para la prueba en forma de test; las fechas de realización concretas se indicarán en el curso virtual) |
Comentarios y observaciones | |
Comentarios y observaciones |
OTRAS ACTIVIDADES EVALUABLES |
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¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? | |
¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? | No |
Descripción | |
Descripción | |
Criterios de evaluación | |
Criterios de evaluación | |
Ponderación en la nota final | |
Ponderación en la nota final | |
Fecha aproximada de entrega | |
Fecha aproximada de entrega | |
Comentarios y observaciones | |
Comentarios y observaciones |
¿Cómo se obtiene la nota final? |
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La nota final será la media ponderada entre la nota de la prueba presencial (60%) y la nota de la prueba de evaluación continua (40%). Para aprobar la asignatura será necesario obtener una calificación mínima de 3,5 puntos sobre 10 en la prueba presencial y 5 puntos sobre 10 en la calificación global. |
El principal medio de apoyo lo constituye el curso virtual, en el que se incluyen foros de debate, anuncios, orientaciones adicionales para el estudio, recursos didácticos disponibles en Internet, material didáctico complementario en línea e información actualizada.