4. The Smoothed Particle Hydrodynamics method (SPH) and some fluid mechanics applications


Prof. Leo Miguel González Gutiérrez
Universidad Politécnica de Madrid, España


Objetivos: Dar una introducción a los elementos básicos que constituyen el método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) para la simulación de fluidos y sólidos mediante dinámica de partículas. El modulo parte de las ecuaciones básicas de la Mecánica de Fluidos y proyecta la discretización numérica de las mismas, finalizando con diversos ejemplos y aplicaciones donde esta teoría ha tenido un mayor éxito, esto es, problemas con superficie libre y aplicaciones navales y oceánicas. El curso se desarrollará con un gran énfasis en la parte computacional, ilustrando los problemas con ejemplos experimentales, y con el fin de dar herramientas específicas al ingeniero para estudiar las propiedades de modelos construidos.

Número total de horas: 15

Número máximo de alumnos: 15

Nivel: Curso Herramientas y Técnicas de supercómputo

Horario: Lunes a miércoles de 12:00pm a 14:30pm y de 17:30pm a 19:00pm; viernes de 12:00pm a 15:00pm.

Programa:

  • Unidad 1: Ecuaciones de la Mecánica de Fluidos
    • Mecánica del continuo y definición de partícula fluida
    • Ecuaciones de conservación
    • Ecuaciones de estado
    • Disipación viscosa
  • Unidad 2: Bases fundamentales del método SPH
    • Convolución SPH y propiedades fundamentales
    • Diferenciación SPH
    • Interpolación SPH
    • Versión SPH de las ecuaciones de Navier-Stokes
  • Unidad 3: Aspectos prácticos de las ecuaciones SPH.
    • Discretización temporal de las ecuaciones
    • Ordenación de las listas de partículas
    • ISPH: Incompressible SPH
    • Condiciones de contorno
    • Tratamiento de la superficie libre
  • Unidad 4: Aplicaciones I
    • Problemas de Pouseuille y Couette
    • Dam break problem
    • Difusión de vórtices



Acerca del profesor: Una vez que terminó sus estudios de Ingeniería Industrial(ICAI-1996) y de Ciencias Físicas(UAM-1998) comienza su actividad docente unido al Departamento de Fluidos y Calor del ICAI impartiendo las asigtaturas de Campos Fluidodinámicos,Mecánica de Fluidos y Laboratorio de Turbomáquinas. En el año 1998 comienza su tesis doctoral desarrollada en el Canal de Ensayos Hidrodinámicos de la UPM-Navales. Defiende la tesis doctoral que lleva por título "Integración de las Ecuaciones de Nasvier-Stokes mediante el Método de los Elementos Finitos y el Método de las Características.Aplicaciones a casos con Superficie Libre.Responsable de un proyecto de investigación sobre energía eólica llevado a cabo con la empresa DyTA.

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E-mail de contacto: carla2016@math.cinvestav.edu.mx