1. Equació de Cauchy. Equació constitutiva dels fluids. Llei de Poiseuille. Tensor de deformacions. Tensor d’esforços. Equació de Navier Stokes. Viscositat dinàmica i viscositat cinemàtica. Representació de Lagrange i d ‘Euler. Perfil logarítmic. Ones barotròpiques.
2. L’Equació d’estat. Densitat i temperatura potencial. Equació de conservació del volum; aproximacions. Ampliació de l’equació de balanç de la quantitat de moviment als sistemes estratificats. Freqüència de Brunt-Väisäla. Convecció. Aproximació de Boussinesq. Sistemes en rotació. Paràmetre de Coriolis i cercle d’inèrcia. Ones baroclíniques.
3. Comportament caòtic de les equacions de Navier Stokes. Número de Reynolds. Viscositat turbulenta. Descomposició de Reynolds. Tensor de Reynolds i fluxos turbulents. Perfil logarítmic de les velocitats. Equació de balanç de l’energia cinètica turbulenta. Difusivitat turbulenta. Turbulència isotròpica i escales turbulentes.
4. Generalització de la descomposició de Reynolds als fluxos turbulents de calor i massa. Equació de balanç de la variància de les fluctuacions turbulentes de temperatura. Difusivitat tèrmica turbulenta i número de Cox. Altres escales turbulentes.
5. Diferents representacions del fluxos. Camp de velocitats. Línies de corrent i línies de trajectòries. Vorticitat i turbulència. L’equació de balanç per la vorticitat.
6. Transport i barreja en sistemes aquàtics naturals; casos d’aplicació. Seminari del Institut d’Ecologia Aquàtica.
7. L’espai invers. Densitat espectral. Espectres Universals. L’equació de l’energia cinètica turbulenta al espai invers.
8. Transferència espectral de l’energia cinètica turbulenta i fluxos de quantitat de moviment. Forma espectral de la difusivitat turbulenta. Transferència espectral de la variància de temperatura i fluxos de temperatura. Forma espectral de la difusivitat escalar. Hipòtesis de Kovaszhny. Espectres en els rangs de flotabilitat, inercial, inercial-convectiu, inercial.viscós, viscós-difusiu. Fonts internes i externes. Rang de producció. Escales principals.
9. Aplicació d’un model unidimensional de barreja semi-empíric a la capa fronterera. Cas amb estratificació, rotació i no estacionari.
10. Claps turbulents: generació, mesura, descripció estadística i parametrització de la barreja. Aplicacions a sistemes aquàtics en zones someres.
Per superar l’assignatura serà imprescindible l’assistència a la majoria de les classes. Per obtenir nota es demana a l’alumne la presentació d’un treball on el professor pugui avaluar com ha aprofundit en alguns dels temes presentats en l’assignatura. Aquest treball pot consistir tant en ampliar una part del temari del curs, com en aprofundir en un treball de recerca publicat en alguna revista científica reconeguda.
Les classes es faran a la tarda els dies 24, 25 i 26 d'abril, el 5 de maig i els dies 15, 16, 19, 21, 23 i 26 de juny, de 4 a 7 de la tarda, excepte el dia 19 que serà de 3 a 5.
Les classes dels dies 21, 23 i 26 de juny les impartirà el professor Iossif Lozovatsky de l'Environmental Fluid Dynamics Program de la Arizona State University, i seran en anglès.