Transferencia de momentum, calor y masa computacional

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Pontificia Universidad Católica de Chile

Transferencia de momentum, calor y masa computacional

Dozent: Felipe Huerta Pérez

7 Module

Verschaffen Sie sich einen Einblick in ein Thema und lernen Sie die Grundlagen.

Stufe Mittel

Empfohlene Erfahrung

3 Wochen zu vervollständigen

unter 10 Stunden pro Woche

Flexibler Zeitplan

In Ihrem eigenen Lerntempo lernen

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Kompetenzen, die Sie erwerben

Kategorie: Applied Mathematics
Kategorie: Simulation and Simulation Software
Kategorie: Plot (Graphics)
Kategorie: Chemical and Biomedical Engineering
Kategorie: Mathematical Modeling
Kategorie: Numerical Analysis
Kategorie: Differential Equations
Kategorie: Engineering Analysis
Kategorie: Process Engineering
Kategorie: Chemical Engineering
Kategorie: Engineering Calculations

Werkzeuge, die Sie lernen werden

Kategorie: Python Programming

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15 Aufgaben

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In diesem Kurs gibt es 7 Module

En este MOOC el estudiante desarrollará competencias de computación científica y métodos numéricos para resolver problemas de transferencia de momentum, calor y masa. En concreto, el estudiante creará y utilizará códigos Python para encontrar la solución numérica a ecuaciones diferenciales ordinarias y ecuaciones diferenciales parciales.

En fenómenos de transporte, estas ecuaciones provienen de problemas a los valores iniciales (PVI), problemas a los valores de contorno (PVC) y problemas a los valores iniciales y de contorno (PVIC). Las competencias a desarrollar en este curso son necesarias para modelar y simular realistamente intercambiadores de calor, estanques de almacenamiento, equipos de separación, motores, celdas de combustible, dispersión de contaminantes y transmisión de enfermedades infecciosas. Con las competencias desarrolladas en el curso, el estudiante será capaz de diseñar y optimizar sistemas ingenieriles para maximizar su seguridad, efectividad y eficiencia.

¡Bienvenidos y bienvenidas! Muchos fenómenos cotidianos e industriales están gobernados por ecuaciones de conservación de calor, masa y momentum. Estas ecuaciones son modelos matemáticos que se derivan de balances microscópicos y macroscópicos. En la mayoría de las aplicaciones importantes de interés ingenieril, estos modelos no tienen una solución analítica. En este curso, aprenderán a resolver computacionalmente las ecuaciones diferenciales resultantes de los balances de calor, masa y momentum utilizando métodos numéricos. Esto permitirá analizar el diseño y la operación de equipos y sistemas de interés ingenieril y científico.

Das ist alles enthalten

1 Video1 Lektüre

En este módulo, se conocerán las ecuaciones fundamentales de fenómenos de transporte, aplicaciones de interés ingenieril y conceptos de programación para emplearlos en este tipo de problemas.

Das ist alles enthalten

5 Videos6 Lektüren3 Aufgaben

5 VideosInsgesamt 59 Minuten

Ecuaciones de conservación de momentum, energía y masa15 Minuten
Derivación de un perfil de velocidad utilizando las ecuaciones de conservación8 Minuten
Perfil de velocidad para flujo laminar en estado estacionario de un fluido Newtoniano en una tubería circular10 Minuten
Gráficos de perfiles de velocidad y esfuerzos cortantes utilizando Python14 Minuten
Gráficar perfiles de velocidad 2-D11 Minuten

6 LektürenInsgesamt 80 Minuten

Documentos y Jupyter Notebooks Módulo 110 Minuten
Formulario Fenómenos de Transporte10 Minuten
Perfil de velocidad para flujo laminar en tubería circular utilizando balances diferenciales10 Minuten
Instalación de Python30 Minuten
Arreglos en NumPy10 Minuten
Arreglos de Numpy y gráficos de Matplotlib10 Minuten

3 AufgabenInsgesamt 195 Minuten

Trabajo Práctico 1120 Minuten
Módulo 145 Minuten
Cuestionario formativo 130 Minuten

En este módulo tratará los balances macroscópicos y sus aplicaciones. También se hablará sobre los problemas a los valores iniciales los cuales nos dan las condiciones necesarias para poder resolver este tipo de balances.

Das ist alles enthalten

4 Videos5 Lektüren3 Aufgaben

4 VideosInsgesamt 39 Minuten

Balances macroscópicos6 Minuten
Método numérico directo para la resolución de un problema de extracción líquido-líquido en estado estacionario9 Minuten
Resolución numérica de sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias9 Minuten
Implementación del método solve_ivp de Python para la resolución de problemas a los valores iniciales.14 Minuten

5 LektürenInsgesamt 50 Minuten

Documentos y Jupyter Notebooks Módulo 210 Minuten
Álgebra lineal y sistemas de ecuaciones lineales en Python10 Minuten
Ejemplo de eliminación Gaussiana "a mano"10 Minuten
Método de Euler: ejemplo y análisis de error10 Minuten
Buenas prácticas de programación10 Minuten

3 AufgabenInsgesamt 195 Minuten

Trabajo Práctico 2120 Minuten
Módulo 245 Minuten
Formativo Módulo 230 Minuten

En este módulo, se conocerán distintos tipos de resoluciones de problemas a los valores de contorno, tales como el método de diferencias finitas y método de punto fijo.

Das ist alles enthalten

4 Videos2 Lektüren3 Aufgaben

4 VideosInsgesamt 45 Minuten

El método de diferencias finitas8 Minuten
Discretización de la ecuación de conservación de energía para enfriamiento convectivo9 Minuten
Enfriamiento de un fluido por convección natural11 Minuten
Resolución de problema no lineal de enfriamiento por convección y radiación17 Minuten

2 LektürenInsgesamt 30 Minuten

Documentos y Jupyter Notebooks Módulo 310 Minuten
Aplicaciones avanzadas del método de diferencias finitas20 Minuten

3 AufgabenInsgesamt 195 Minuten

Trabajo Práctico 3120 Minuten
Módulo 345 Minuten
Formativo Módulo 330 Minuten

En este módulo, se conocerán métodos de resolución a los problemas a los valores iniciales y a los problemas a los valores de contorno, las cuales originan ecuaciones diferenciales parciales.

Das ist alles enthalten

4 Videos2 Lektüren3 Aufgaben

4 VideosInsgesamt 49 Minuten

Problema a los valores iniciales y de contorno9 Minuten
Solución numérica de problemas a los valores iniciales y de contorno12 Minuten
Imprementación computacional del método FTCS para resolver el enfriamiento convectivo unidimensional no estacionario de una barra14 Minuten
Cálculo de cantidades de interes ingenieril durante el enfriamiento convectivo unidimensional no estacionario de una barra14 Minuten

2 LektürenInsgesamt 20 Minuten

Documentos y Jupyter Notebooks Módulo 410 Minuten
Análisis de estabilidad de Von Neumann para el esquema FTCS10 Minuten

3 AufgabenInsgesamt 225 Minuten

Trabajo Práctico 4150 Minuten
Módulo 445 Minuten
Formativo Módulo 430 Minuten

En este módulo se conocerá el método de sobre relajación sucesiva, el cuál nos permite resolver balances microscópicos multidimensionales.

Das ist alles enthalten

4 Videos3 Lektüren3 Aufgaben

4 VideosInsgesamt 63 Minuten

Transferencia de masa bidimensional en estado estacionario12 Minuten
El método de sobre-relajación sucesiva para ecuaciones elípticas15 Minuten
Difusión en dos dimensiones18 Minuten
Implementación de condiciones de borde no homogéneas - Método SOR18 Minuten

3 LektürenInsgesamt 30 Minuten

Documentos y Jupyter Notebooks Módulo 510 Minuten
Aplicaciones del método SOR10 Minuten
Difusión 2-D en estado no estacionario10 Minuten

3 AufgabenInsgesamt 195 Minuten

Trabajo Práctico 5120 Minuten
Módulo 545 Minuten
Formativo Módulo 530 Minuten

Les queremos agradecer el habernos acompañado en el curso. Esperamos que los contenidos abordados sean un real aporte en tu carrera profesional /laboral.

Das ist alles enthalten

2 Videos1 Plug-in

Dozent

Felipe Huerta Pérez

Pontificia Universidad Católica de Chile

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