Computational transport phenomena

El propósito de este texto es aportar un material de apoyo en la impartición de cursos relacionados con fenómenos de transporte tanto de nivel licenciatura como de posgrado. En específico, el texto está dirigido a servir de apoyo en los cursos optativos de fenómenos de transporte computacionales de la licenciatura de ingeniería en energía de la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa. Este curso optativo se toma después de haber aprobado los cursos de mecánica de fluidos, transferencia de calor y de masa. Por ello, el material fundamental de este texto se presenta en forma breve. Sin embargo, esto no limita de ninguna manera a que el material que se presenta en este texto sea usado sólo en dicho curso. De hecho, se recomienda su uso para ilustrar simulaciones numéricas en cursos teóricos y prácticos de mecánica de fluidos, transferencia de calor y transferencia de masa. Esto con la intención de promover una formación integral en fenómenos de transporte que conjunte conceptos teóricos, soluciones analíticas clásicas, simulaciones numéricas y experimentos de laboratorio.     El texto está dividido en tres capítulos: en el capítulo 1 se hace un repaso de las ecuaciones fundamentales de fenómenos de transporte. En el capítulo 2 se presentan fundamentos y aplicaciones del método numérico de diferencias finitas para resolver ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales. Por último, en el capítulo 3 se presentan varios problemas de aplicación que ilustran el uso del método de elemento finito mediante el software comercial Comsol Multiphysics. Pensando en un curso de 12 semanas dedicado exclusivamente a los temas de este texto, se sugiere la siguiente distribución: dos semanas para el capítulo 1, 4 semanas y media para el capítulo 2 y el mismo tiempo para el capítulo 3. Cabe agregar que este curso es meramente introductorio y se recomienda consultar textos especializados para profundizar varios de los temas discutidos aquí. La elección de los ejercicios y casos de estudios presentados aquí obedece tanto a inquietudes que me han compartido estudiantes como al intercambio de opiniones con otros docentes y a los intereses de investigación en fenómenos de transporte en sistemas de escalas múltiples, la cual es la línea de investigación que sigo. Agradezco profundamente a las personas que, de una u otra forma, han contribuido en la realización de este texto.