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Dentro de la Simulación encontramos diferentes técnicas informáticas como la Dinámica de Fluidos Computacional, que ha cobrado una gran importancia en la actualidad por sus múltiples ventajas, como son el nivel de detalle que otorga, el ahorro de tiempo o la reducción de costes. Sus diferentes procedimientos simulan mediante métodos numéricos el comportamiento real de los fluidos, con el objetivo de obtener más información y comprensión del mismo. Por lo que son aplicables en múltiples áreas como la aeroespacial, la automoción, el medio ambiente, la biomedicina o la energía eólica.

Para sacarle el máximo partidos a dichas técnicas, son necesarios unos conocimientos avanzados que cada vez están más demandados en el mercado laboral, motivo por el que TECH ha diseñado una Especialización en Técnicas CFD. Esta titulación busca capacitar a los alumnos con una buena base especializada en los diferentes métodos numéricos de CFD, para que puedan afrontar su labor en este ámbito, con la máxima calidad en los trabajos.

De esta forma, se ha creado un contenido que profundiza en Mecánica de Fluidos, Computación de Altas Prestaciones, Matemáticas Avanzadas para CFD, Métodos de los Volúmenes Finitos y Métodos Avanzados para CFD, entre otros temas relevantes.

Todo ello a través de un contenido 100% online que da total libertad al alumno para organizar sus estudios y sus horarios como mejor le convenga, pudiendo compaginar la superación del programa con sus otras actividades diarias. Además, el estudiante contará con materiales multimedia dinámicos, ejercicios prácticos, información completamente actualizada y las últimas tecnologías en materia de enseñanza.

Profundiza en las Técnicas CFD esenciales y domina un área con un potencial laboral brillante”

Esta Especialización en Técnicas CFD contiene el programa educativo más completo y actualizado del mercado. Sus características más destacadas son:

• El desarrollo de casos prácticos presentados por expertos en Técnicas CFD
• Los contenidos gráficos, esquemáticos y eminentemente prácticos con los que está concebido recogen una información científica y práctica sobre aquellas disciplinas indispensables para el ejercicio profesional
• Los ejercicios prácticos donde realizar el proceso de autoevaluación para mejorar el aprendizaje
• Su especial hincapié en metodologías innovadoras
• Las lecciones teóricas, preguntas al experto, foros de discusión de temas controvertidos y trabajos de reflexión individual
• La disponibilidad de acceso a los contenidos desde cualquier dispositivo fijo o portátil con conexión a internet

Adquiere nuevos conocimientos y mejores habilidades en Métodos de Elementos Finitos o Hidrodinámica de Partículas Suavizadas”

El programa incluye en su cuadro docente a profesionales del sector que vierten en esta capacitación la experiencia de su trabajo, además de reconocidos especialistas de sociedades de referencia y universidades de prestigio.

Su contenido multimedia, elaborado con la última tecnología educativa, permitirá al profesional un aprendizaje situado y contextual, es decir, un entorno simulado que proporcionará una capacitación inmersiva programada para entrenarse ante situaciones reales.

El diseño de este programa se centra en el Aprendizaje Basado en Problemas, mediante el cual el profesional deberá tratar de resolver las distintas situaciones de práctica profesional que se le planteen a lo largo del curso académico. Para ello, contará con la ayuda de un novedoso sistema de vídeo interactivo realizado por reconocidos expertos.

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La estructura y el contenido de este programa han sido minuciosamente creados por los profesionales en Técnicas CFD que conforman el equipo de expertos en la materia de TECH. De esta forma, han dado lugar a unos materiales multimedia precisos, a una información contrastada y actualizada, así como a las actividades prácticas más útiles para poner a prueba las nuevas habilidades adquiridas por los alumnos.

Un contenido de calidad diseñado bajo la metodología pedagógica más eficiente, el Relearning, en la que TECH es pionera”

Módulo 1. Mecánica de fluidos y Computación de Altas Prestaciones

1.1. Dinámica de mecánica de fluidos computacional

1.1.1. El origen de la turbulencia
1.1.2. La necesidad del modelado
1.1.3. Proceso de trabajo en CFD

1.2. Las Ecuaciones de la Mecánica de Fluidos

1.2.1. La ecuación de la continuidad
1.2.2. La ecuación de Navier-Stokes
1.2.3. La ecuación de la energía
1.2.4. Las ecuaciones promediadas de Reynolds

1.3. El problema del cierre de las ecuaciones

1.3.1. La hipótesis de Bousinesq
1.3.2. La viscosidad turbulenta en un spray
1.3.3. Modelado en CFD

1.4. Números adimensionales y semejanza dinámica

1.4.1. Números adimensionales en mecánica de fluidos
1.4.2. El principio de la semejanza dinámica
1.4.3. Ejemplo práctico: modelado en túneles de viento

1.5. El Modelado de la Turbulencia

1.5.1. Simulaciones numéricas directas
1.5.2. Simulaciones de grandes remolinos
1.5.3. Métodos RANS
1.5.4. Otros métodos

1.6. Técnicas experimentales

1.6.1. PIV
1.6.2. Hilo caliente
1.6.3. Túneles de viento y agua

1.7. Entornos de supercomputación

1.7.1. Supercomputación. Ide futuro
1.7.2. Manejo de un supercomputador
1.7.3. Herramientas de uso

1.8. Software en arquitecturas paralelas

1.8.1. Entornos distribuidos: MPI
1.8.2. Memoria compartida: GPU
1.8.3. Grabado de datos: HDF5

1.9. Grid computing

1.9.1. Descripción de granjas de computadores
1.9.2. Problemas paramétricos
1.9.3. Sistemas de colas en grid computing

1.10. GPU, el futuro del CFD

1.10.1. Entornos GPU
1.10.2. Programación en GPU
1.10.3. Ejemplo práctico: inteligencia artificial en fluidos usando GPU

Módulo 2. Matemáticas avanzadas para CFD

2.1. Fundamentos matemáticos

2.1.1. Gradientes, divergencias y rotacionales. Derivada total
2.1.2. Ecuaciones diferenciales ordinarias
2.1.3. Ecuaciones en derivadas parciales

2.2. Estadística

2.2.1. Medias y momentos
2.2.2. Funciones de densidad de probabilidad
2.2.3. Correlación y espectros de energía

2.3. Soluciones fuertes y débiles de una ecuación diferencial

2.3.1. Bases de funciones. Soluciones fuertes y débiles
2.3.2. El método de los volúmenes finitos. La ecuación del calor
2.3.3. El método de los volúmenes finitos. Navier-Stokes

2.4. El Teorema de Taylor y la Discretización en tiempo y espacio

2.4.1. Diferencias finitas en 1 dimensión. Orden de error
2.4.2. Diferencias finitas en 2 dimensiones
2.4.3. De ecuaciones continuas a ecuaciones algebraicas

2.5. Resolución de problemas algebraicos, método LU

2.5.1. Métodos de resolución de problemas algebraicos
2.5.2. El método LU en matrices llenas
2.5.3. El método LU en matrices dispersas

2.6. Resolución de problemas algebraicos, métodos iterativos I

2.6.1. Métodos iterativos. Residuos
2.6.2. El método de Jacobi
2.6.3. Generalización del método de Jacobi

2.7. Resolución de problemas algebraicos, métodos iterativos II

2.7.1. Métodos multimalla: ciclo en V: interpolación
2.7.2. Métodos multimalla: ciclo en V: extrapolación
2.7.3. Métodos multimalla: ciclo en W
2.7.4. Estimación del error

2.8. Autovalores y autovectores

2.8.1. El problema algebraico
2.8.2. Aplicación a la ecuación del calor
2.8.3. Estabilidad de ecuaciones diferenciales

2.9. Ecuaciones de evolución nolineales

2.9.1. Ecuación del calor: métodos explícitos
2.9.2. Ecuación del calor: métodos implícitos
2.9.3. Ecuación del calor: métodos Runge-Kutta

2.10. Ecuaciones estacionarias nolineales

2.10.1. El método de Newton-Raphson
2.10.2. Aplicación en 1D
2.10.3. Aplicación en 2D

Módulo 3. CFD en Entornos de Aplicación: métodos de los Volúmenes Finitos

3.1. Métodos de los Volúmenes Finitos

3.1.1. Definiciones en FVM
3.1.2. Antecedentes históricos
3.1.3. MVF en Estructuras

3.2. Términos fuente

3.2.1. Fuerzas volumétricas externas

3.2.1.1. Gravedad, fuerza centrífuga

3.2.2. Término fuente volumétrico (masa) y de presión (evaporación, cavitación, química)
3.2.3. Término fuente de escalares

3.2.3.1. Temperatura, especies

3.3. Aplicaciones de las condiciones de contorno

3.3.1. Entradas y salidas
3.3.2. Condición de simetría
3.3.3. Condición de pared

3.3.3.1. Valores impuestos
3.3.3.2. Valores a resolver por cálculo en paralelo
3.3.3.3. Modelos de pared

3.4. Condiciones de contorno

3.4.1. Condiciones de contorno conocidas: Dirichlet

3.4.1.1. Escalares
3.4.1.2. Vectoriales

3.4.2. Condiciones de contorno con derivada conocida: Neumann

3.4.2.1. Gradiente cero
3.4.2.2. Gradiente finito

3.4.3. Condiciones de contorno cíclicas: Born-von Karman
3.4.4. Otras condiciones de contorno: Robin

3.5. Integración temporal

3.5.1. Euler explícito e implícito
3.5.2. Paso temporal de Lax-Wendroff y variantes (Richtmyer y MacCormack)
3.5.3. Paso temporal multietapa Runge-Kutta

3.6. Esquemas Upwind

3.6.1. Problema de Riemman
3.6.2. Principales esquemas upwind: MUSCL, Van Leer, Roe, AUSM
3.6.3. Diseño de un esquema espacial upwind

3.7. Esquemas de alto orden

3.7.1. Galerkin discontinuos de alto orden
3.7.2. ENO y WENO
3.7.3. Esquemas de Alto Orden. Ventajas y Desventajas

3.8. Bucle de convergencia de la presión-velocidad

3.8.1. PISO
3.8.2. SIMPLE, SIMPLER y SIMPLEC
3.8.3. PIMPLE
3.8.4. Bucles en régimen transitorio

3.9. Contornos móviles

3.9.1. Técnicas de remallado
3.9.2. Mapeado: sistema de referencia móvil
3.9.3. Immersed boundary method
3.9.4. Mallas superpuestas

3.10. Errores e incertidumbres en el modelado de CFD

3.10.1. Precisión y exactitud
3.10.2. Errores numéricos
3.10.3. Incertidumbres de entrada y del modelo físico

Módulo 4. Métodos Avanzados para CFD

4.1. Método de los Elementos Finitos (FEM)

4.1.1. Discretización del dominio. El elemento finito
4.1.2. Funciones de forma. Reconstrucción del campo continuo
4.1.3. Ensamblado de la matriz de coeficientes y condiciones de contorno
4.1.4. Resolución del sistema de ecuaciones

4.2. FEM: caso práctico. Desarrollo de un simulador FEM

4.2.1. Funciones de forma
4.2.2. Ensamblaje de la matriz de coeficientes y aplicación de condiciones de contorno
4.2.3. Resolución del sistema de ecuaciones
4.2.4. Postprocesado

4.3. Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (SPH)

4.3.1. Mapeado del campo fluido a partir de los valores de las partículas
4.3.2. Evaluación de derivadas e interacción entre partículas
4.3.3. La función de suavizado. El kernel
4.3.4. Condiciones de contorno

4.4. SPH: desarrollo de un simulador basado en SPH

4.4.1. El kernel
4.4.2. Almacenamiento y ordenación de las partículas en voxels
4.4.3. Desarrollo de las condiciones de contorno
4.4.4. Postprocesado

4.5. Simulación Directa Montecarlo ( DSMC)

4.5.1. Teoría cinético-molecular
4.5.2. Mecánica estadística
4.5.3. Equilibrio molecular

4.6. DSMC: metodología

4.6.1. Aplicabilidad del método DSMC
4.6.2. Modelización
4.6.3. Consideraciones para la aplicabilidad del método

4.7. DSMC: aplicaciones

4.7.1. Ejemplo en 0-D: relajación térmica
4.7.2. Ejemplo en 1-D: onda de choque normal
4.7.3. Ejemplo en 2-D: cilindro supersónico
4.7.4. Ejemplo en 3-D: esquina supersónica
4.7.5. Ejemplo complejo: space Shuttle

4.8. Método del Lattice- Boltzmann (LBM)

4.8.1. Ecuación de Boltzmann y distribución de equilibro
4.8.2. De Boltzmann a Navier-Stokes. Expansión de Chapman-Enskog
4.8.3. De distribución probabilística a magnitud física
4.8.4. Conversión de unidades. De magnitudes físicas a magnitudes del lattice

4.9. LBM: Aproximación numérica

4.9.1. El algoritmo LBM. Paso de transferencia y paso de colisión
4.9.2. Operadores de colisión y normalización de momentos
4.9.3. Condiciones de contorno

4.10. LBM: caso práctico

4.10.1. Desarrollo de un simulador basado en LBM
4.10.2. Experimentación con varios operadores de colisión
4.10.3. Experimentación con varios modelos de turbulencia

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