Ecuaciones de Navier-Stokes: Cuestionarios interactivos para estudiantes de Ingeniería Civil

Question 1

¿Cuál de las siguientes expresiones representa la ecuación de continuidad de masa para un flujo incompresible?

Accepted Answer

∂u/∂x + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Answer

∂u/∂x - ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Answer

∂u/∂x + ∂v/∂y - ∂w/∂t = 0

Answer

∂u/∂t + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Question 2

¿Qué término en la ecuación de movimiento de Navier-Stokes describe la fuerza de viscosidad?

Accepted Answer

μ[(∂²u/∂x²) + (∂²u/∂y²) + (∂²u/∂z²)]

Answer

-ρg

Answer

-∇p

Answer

ρ[(u∂u/∂x) + (v∂u/∂y) + (w∂u/∂z)]

Question 3

¿Qué condición de contorno se aplica en una pared sólida para la ecuación de movimiento de Navier-Stokes?

Accepted Answer

u = v = w = 0

Answer

u = v = w ≠ 0

Answer

w = 0, u ≠ 0 o v ≠ 0

Answer

u = v = 0, w ≠ 0

Question 4

¿Qué parámetro adimensional caracteriza la relación entre las fuerzas viscosas e inerciales en un flujo?

Accepted Answer

Número de Reynolds

Answer

Número de Grashof

Answer

Número de Prandtl

Answer

Número de Nusselt

Question 5

La condición de no deslizamiento en un límite sólido implica que:

Accepted Answer

La velocidad del fluido en el límite es cero

Answer

La velocidad del fluido en el límite es igual a la velocidad del sólido

Answer

La velocidad del fluido en el límite es independiente de la velocidad del sólido

Answer

La velocidad del fluido en el límite es proporcional a la velocidad del sólido

Question 6

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las ecuaciones de Navier-Stokes es correcta?

Accepted Answer

Son ecuaciones diferenciales parciales no lineales

Answer

Son ecuaciones diferenciales parciales lineales

Answer

Son ecuaciones algebraicas no lineales

Answer

Son ecuaciones diferenciales ordinarias lineales

Question 7

En las ecuaciones de Navier-Stokes, ¿qué término representa las fuerzas causadas por la viscosidad del fluido?

Accepted Answer

Tensor de tensiones viscosas

Answer

Fuerza gravitatoria

Answer

Término de inercia

Answer

Gradiente de presión

Question 8

La ecuación de continuidad para un fluido incompresible, expresada en forma vectorial, es:

Accepted Answer

∇⋅v = 0

Answer

∇⋅(Jv) = 0

Answer

∇⋅(ρv) = 0

Answer

∇⋅(σ) = 0

Question 9

El número de Reynolds representa la relación entre:

Accepted Answer

Fuerzas inerciales / Fuerzas viscosas

Answer

Fuerzas gravitatorias / Fuerzas viscosas

Answer

Fuerzas de presión / Fuerzas viscosas

Question 10

El flujo laminar es un tipo de flujo donde:

Accepted Answer

Las partículas del fluido se mueven en trayectorias paralelas (líneas de corriente)

Answer

Las partículas del fluido se mueven en trayectorias circulares

Answer

El fluido es turbulento

Question 11

La ecuación de Bernoulli es aplicable a flujos:

Accepted Answer

Irrotacionales, incompresibles y estacionarios

Answer

Viscosos, laminares y no estacionarios

Answer

Compresibles, turbulentos y no estacionarios

Answer

Compresibles, viscosos y turbulentos

Question 12

En el flujo potencial, el vector velocidad se puede expresar como el gradiente de:

Accepted Answer

Un potencial de velocidad

Answer

Un potencial de presión

Answer

Un potencial escalar

Answer

Un potencial vectorial

Question 13

La capa límite es una región del flujo donde:

Accepted Answer

Los efectos viscosos son apreciables

Answer

La presión es uniforme

Answer

La velocidad es constante

Answer

El flujo es potencial

Question 14

El teorema de Kutta-Zhukovsky relaciona la circulación alrededor de un perfil alar con:

Accepted Answer

La fuerza de sustentación generada

Answer

El coeficiente de presión

Answer

La fuerza de resistencia generada

Answer

El momento de sustentación

Question 15

La ecuación de Laplace es una ecuación diferencial parcial que describe:

Accepted Answer

El potencial de velocidad en un flujo potencial

Answer

La presión en un fluido viscoso

Answer

El tensor de tensiones en un sólido elástico

Question 16

La ecuación de continuidad para un fluido incompresible representa la conservación de la masa. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa esta ley?

Accepted Answer

∂u/∂x + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Answer

ρ(∂w/∂t + u∂w/∂x + v∂w/∂y + w∂w/∂z) = -∂p/∂z + μ(∂²w/∂x² + ∂²w/∂y² + ∂²w/∂z²)

Answer

ρ(∂v/∂t + u∂v/∂x + v∂v/∂y + w∂v/∂z) = -∂p/∂y + μ(∂²v/∂x² + ∂²v/∂y² + ∂²v/∂z²)

Answer

ρ(∂u/∂t + u∂u/∂x + v∂u/∂y + w∂u/∂z) = -∂p/∂x + μ(∂²u/∂x² + ∂²u/∂y² + ∂²u/∂z²)

Question 17

La ecuación de momento de Navier-Stokes describe el movimiento de un fluido viscoso. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa la componente de la ecuación de momento en la dirección x?

Accepted Answer

ρ(∂u/∂t + u∂u/∂x + v∂u/∂y + w∂u/∂z) = -∂p/∂x + μ(∂²u/∂x² + ∂²u/∂y² + ∂²u/∂z²)

Answer

ρ(∂v/∂t + u∂v/∂x + v∂v/∂y + w∂v/∂z) = -∂p/∂y + μ(∂²v/∂x² + ∂²v/∂y² + ∂²v/∂z²)

Answer

∂u/∂x + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Question 18

Las ecuaciones de Navier-Stokes son un conjunto de ecuaciones diferenciales que describen el movimiento de un fluido viscoso.  ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa la componente de la ecuación de momento en la dirección y?

Accepted Answer

ρ(∂v/∂t + u∂v/∂x + v∂v/∂y + w∂v/∂z) = -∂p/∂y + μ(∂²v/∂x² + ∂²v/∂y² + ∂²v/∂z²)

Answer

ρ(∂u/∂t + u∂u/∂x + v∂u/∂y + w∂u/∂z) = -∂p/∂x + μ(∂²u/∂x² + ∂²u/∂y² + ∂²u/∂z²)

Answer

∂u/∂x + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Question 19

Las ecuaciones de Navier-Stokes representan el movimiento de un fluido viscoso, con cada componente de la ecuación representando una dirección. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa la componente de la ecuación de momento en la dirección z?

Accepted Answer

ρ(∂w/∂t + u∂w/∂x + v∂w/∂y + w∂w/∂z) = -∂p/∂z + μ(∂²w/∂x² + ∂²w/∂y² + ∂²w/∂z²)

Answer

ρ(∂u/∂t + u∂u/∂x + v∂u/∂y + w∂u/∂z) = -∂p/∂x + μ(∂²u/∂x² + ∂²u/∂y² + ∂²u/∂z²)

Answer

∂u/∂x + ∂v/∂y + ∂w/∂z = 0

Question 20

Las ecuaciones de Navier-Stokes son herramientas fundamentales para la mecánica de fluidos. ¿Qué tipo de fluido describen estas ecuaciones?

Accepted Answer

Fluido viscoso

Answer

Fluido incompresible

Answer

Fluido ideal

Answer

Fluido irrotacional

Question 21

Las ecuaciones de Navier-Stokes tienen una amplia gama de aplicaciones en la ingeniería. ¿Cuál de las siguientes opciones es un ejemplo de aplicación práctica de estas ecuaciones?

Accepted Answer

Diseño de aviones

Answer

Diseño de edificios

Answer

Análisis de circuitos eléctricos

Answer

Estudio del movimiento de los planetas

Question 22

Las ecuaciones de Navier-Stokes necesitan condiciones de contorno para su resolución. ¿Qué tipo de condiciones de contorno se utilizan normalmente para este propósito?

Accepted Answer

Condiciones de contorno de Dirichlet y Neumann

Answer

Condiciones de contorno de Cauchy

Answer

Condiciones de contorno periódicas

Answer

Condiciones de contorno de Fourier