Ingeniería Mecánica: Aplicaciones del Cálculo Numérico en Análisis de Estructuras, Dinámica de Fluidos y Transferencia de Calor

Question 1

En el método de los elementos finitos para análisis de estructuras, ¿cuál NO es una ventaja de utilizar funciones de forma de orden superior?

Accepted Answer

Menor coste computacional

Answer

Mayor estabilidad numérica

Answer

Mejor precisión en la solución

Answer

Mejor representación de geometrías complejas

Question 2

En dinámica de fluidos computacional, ¿qué método se emplea habitualmente para discretizar las ecuaciones de Navier-Stokes?

Accepted Answer

Método de los volúmenes finitos

Answer

Método de las diferencias finitas

Answer

Método de los elementos finitos

Question 3

¿Cuál de las siguientes es una aplicación del método de los elementos finitos en transferencia de calor?

Accepted Answer

Análisis de intercambiadores de calor

Answer

Simulación de flujos de fluidos

Answer

Análisis de fatiga de materiales

Answer

Diseño de circuitos electrónicos

Question 4

En el método de las diferencias finitas, ¿cómo se aproximan las derivadas espaciales en las ecuaciones diferenciales parciales que rigen los fenómenos de ingeniería mecánica?

Accepted Answer

Fórmulas de diferencias finitas

Answer

Polinomios de interpolación

Answer

Funciones de base radial

Answer

Transformadas integrales

Question 5

¿Cuál de los siguientes factores influye significativamente en la precisión de los resultados obtenidos en los métodos numéricos?

Accepted Answer

Tamaño de la malla de discretización

Answer

Experiencia del usuario

Answer

Potencia de cálculo del ordenador

Answer

Condiciones meteorológicas

Question 6

En el análisis de estabilidad de estructuras, ¿qué parámetro se utiliza para determinar si una estructura es estáticamente estable?

Accepted Answer

Determinante de la matriz de rigidez global

Answer

Coeficiente de dilatación térmica

Answer

Razón de Poisson

Answer

Módulo de Young

Question 7

¿Cuál de los siguientes es un método implícito utilizado para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes en dinámica de fluidos computacional?

Accepted Answer

Método de Crank-Nicolson

Answer

Método de Heun

Answer

Método de Runge-Kutta de cuarto orden

Answer

Método de Euler explícito

Question 8

En transferencia de calor, ¿qué método se utiliza para modelar la radiación térmica entre superficies?

Accepted Answer

Método de Monte Carlo

Answer

Método de los volúmenes finitos

Answer

Método de los elementos finitos

Answer

Método de las diferencias finitas

Question 9

¿Cuál de los siguientes es un desafío común al utilizar métodos numéricos para resolver problemas complejos de ingeniería mecánica?

Accepted Answer

Requisitos computacionales significativos

Answer

Bajo coste de implementación

Answer

Facilidad de implementación

Answer

Alta precisión garantizada

Question 10

En el método de los elementos finitos, ¿qué tipo de funciones se utilizan para interpolar los valores de la solución dentro de cada elemento?

Accepted Answer

Funciones de forma

Answer

Polinomios

Answer

Funciones trigonométricas

Answer

Funciones exponenciales

Question 11

En el análisis de elementos finitos (AEF), ¿qué suposición clave se realiza sobre el dominio de la solución?

Accepted Answer

El dominio se divide en elementos finitos más pequeños, interconectados en nodos.

Answer

El sistema mecánico está en equilibrio estático.

Answer

El flujo de fluido es laminar.

Question 12

En la dinámica de fluidos computacional (CFD), ¿qué técnica se utiliza para discretizar el dominio de la solución en celdas?

Accepted Answer

Teselación de Voronoi

Answer

Transformación de Fourier

Answer

Integración numérica

Answer

Interpolación de Lagrange

Question 13

En el análisis de estructuras, ¿qué método numérico se emplea generalmente para calcular desplazamientos y tensiones?

Accepted Answer

Método de elementos finitos

Answer

Método de diferencias finitas

Answer

Método de volúmenes finitos

Answer

Método de programación lineal

Question 14

Una ventaja clave del uso de métodos numéricos en ingeniería mecánica es:

Accepted Answer

La capacidad de abordar problemas complejos que no se pueden resolver analíticamente.

Answer

Siempre proporcionan soluciones más precisas que los métodos analíticos.

Answer

Requieren menos tiempo de cálculo que los métodos analíticos.

Question 15

Sobre la convergencia de los métodos numéricos, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

Accepted Answer

La convergencia no está garantizada para todos los métodos numéricos.

Answer

La convergencia solo depende del método numérico elegido.

Answer

Los métodos numéricos siempre convergen a la solución exacta.

Question 16

¿Cuál de los siguientes factores NO influye en la precisión de las soluciones obtenidas mediante métodos numéricos?

Accepted Answer

La habilidad del usuario en la implementación del método.

Answer

Los parámetros de entrada del problema

Answer

El tamaño de la malla o discretización

Answer

El método numérico elegido

Question 17

En el análisis de estructuras, ¿qué tipo de ecuaciones se resuelven utilizando el Método de Elementos Finitos?

Accepted Answer

Ecuaciones de equilibrio

Answer

Ecuaciones de compatibilidad

Answer

Ecuaciones constitutivas

Answer

Ecuaciones de frontera

Question 18

¿Qué método numérico se utiliza comúnmente para resolver ecuaciones diferenciales parciales en dinámica de fluidos?

Accepted Answer

Método de diferencias finitas

Answer

Método de Monte Carlo

Answer

Método de Newton-Raphson

Answer

Método de los mínimos cuadrados

Question 19

En el contexto de la transferencia de calor, ¿qué representa el número de Nusselt?

Accepted Answer

El cociente entre la convección y la conducción térmica

Answer

La relación entre la masa y la densidad

Answer

El gradiente de temperatura

Question 20

¿Cuál de los siguientes métodos numéricos se utiliza para resolver ecuaciones algebraicas no lineales en transferencia de calor?

Accepted Answer

Método de Newton-Raphson

Answer

Método de Jacobi

Answer

Método de Gauss-Seidel

Answer

Método de diferencias finitas

Question 21

En el análisis de vibraciones, ¿qué parámetro representa la frecuencia natural de un sistema?

Accepted Answer

La frecuencia a la que el sistema oscila libremente

Answer

La amplitud de las oscilaciones

Answer

La frecuencia a la que el sistema recibe una fuerza externa

Question 22

¿Cuál es el objetivo principal del control numérico por computadora en ingeniería mecánica?

Accepted Answer

Automatizar procesos de fabricación

Answer

Diseñar piezas mecánicas

Answer

Simular el comportamiento de sistemas mecánicos

Question 23

¿Qué lenguaje de programación se utiliza comúnmente en el control numérico por computadora?

Accepted Answer

G-code

Answer

C++

Answer

Java

Answer

Python

Question 24

En dinámica de fluidos, el parámetro que representa la resistencia de un fluido al movimiento se denomina:

Accepted Answer

Viscosidad

Answer

Caudal

Answer

Densidad

Answer

Presión

Question 25

¿Cuál de los siguientes mecanismos de transferencia de calor implica el movimiento físico de un fluido?

Accepted Answer

Convección

Answer

Conducción

Answer

Radiación

Answer

Sublimación

Question 26

En un análisis de elementos finitos, la subdivisión geométrica del dominio se conoce como:

Accepted Answer

Malla

Answer

Función de forma

Answer

Elemento

Answer

Nodo

Question 27

El error introducido al aproximar una función continua con una función discreta se conoce como:

Accepted Answer

Error de discretización

Answer

Error de redondeo

Answer

Error de propagación

Answer

Error de truncamiento

Question 28

¿Qué técnica se utiliza para mejorar la convergencia de los métodos numéricos iterativos?

Accepted Answer

Aceleración de subespacio Krylov

Answer

Método de bisección

Answer

Integración de Monte Carlo

Answer

Método de Newton-Raphson

Question 29

En análisis de vibraciones, el parámetro que determina la frecuencia natural de un sistema es:

Accepted Answer

Valor propio

Answer

Amortiguación

Answer

Vector propio

Answer

Frecuencia de resonancia

Question 30

¿Qué método numérico se utiliza para encontrar los valores mínimos y máximos de una función?

Accepted Answer

Optimización no lineal

Answer

Resolución de ecuaciones

Answer

Integración numérica

Answer

Regresión lineal

Question 31

En el contexto del método de los Elementos Finitos, ¿qué función desarrolla la función de forma?

Accepted Answer

Interpolar la solución sobre el elemento.

Answer

Describir la geometría del elemento.

Answer

Calcular la rigidez del elemento.

Question 32

En un problema de transferencia de calor, ¿qué condición de contorno se utiliza para especificar la temperatura en un borde?

Accepted Answer

Condición de contorno de Dirichlet

Answer

Condición de contorno de Cauchy

Answer

Condición de contorno de Neumann

Answer

Condición de contorno mixta

Question 33

En un contexto de análisis de estructuras tridimensionales, ¿qué tipo de elementos finitos representan mejor el comportamiento de las estructuras?

Accepted Answer

Tetraedros y hexaedros

Answer

Solo barras y vigas

Answer

Solo conchas y placas

Answer

Solo líneas y superficies

Question 34

¿Cuál de los siguientes métodos numéricos resulta más adecuado para analizar la deformación de un sólido bajo carga?

Accepted Answer

Método de elementos finitos (FEM)

Answer

Método de volúmenes finitos (FVM)

Answer

Método de diferencias finitas (FDM)

Question 35

Indica la afirmación CORRECTA sobre el uso de métodos numéricos en ingeniería mecánica:

Accepted Answer

Los métodos numéricos permiten obtener aproximaciones de soluciones a problemas complejos.

Answer

Los métodos numéricos son innecesarios en problemas sencillos.

Answer

Los métodos numéricos siempre proporcionan soluciones exactas.

Question 36

Un ingeniero aplica el método de elementos finitos para analizar una viga sometida a flexión. ¿Qué tipo de elementos serían los más adecuados para modelar la viga?

Accepted Answer

Elementos de barra

Answer

Elementos de volumen

Answer

Elementos de superficie

Answer

Elementos de punto

Question 37

¿Qué factor influye principalmente en la precisión de una solución numérica obtenida mediante el método de diferencias finitas?

Accepted Answer

El tamaño de la malla

Answer

El tipo de ecuación diferencial

Answer

La memoria del ordenador

Answer

El tiempo de cálculo

Question 38

Un ingeniero utiliza el método de volúmenes finitos para modelar la transferencia de calor en un intercambiador de calor. ¿Cómo se define generalmente el flujo de calor en este método?

Accepted Answer

Como el flujo de calor a través de las caras de un volumen de control.

Answer

Como el flujo de calor a través de un punto específico.

Answer

Como la diferencia de temperatura entre dos puntos.

Question 39

Una de las ventajas de emplear métodos numéricos en ingeniería mecánica es:

Accepted Answer

Resolver problemas complejos que no se pueden resolver analíticamente.

Answer

Reducir el tiempo de cálculo.

Answer

Obtener soluciones exactas.

Question 40

¿Qué método numérico se utiliza comúnmente para simular sistemas mecánicos complejos, como automóviles o aviones?

Accepted Answer

Método de elementos finitos (FEM)

Answer

Método de diferencias finitas (FDM)

Answer

Método de Monte Carlo

Answer

Método de volúmenes finitos (FVM)