Ondas de faraday

8318 palabras 34 páginas
ESTUDIO NUMÉRICO DE ONDAS DE FARADAY. ANÁLISIS A FRECUENCIAS MEDIAS

RESUMEN El fenómeno de ondas de Faraday [1] se produce cuando una película horizontal de líquido es sometida a una vibración vertical de tal magnitud que en la superficie libre del mismo es posible observar ondulaciones. En este trabajo se determinan numéricamente las condiciones necesarias para lograr el movimiento bidimensional del fluido, cuando el espesor de film es igual a 10-3 m y la frecuencia de vibración es 100 Hz. Para ello, se resuelven numéricamente las ecuaciones 2-D de Navier–Stokes y continuidad, junto a las condiciones de contorno apropiadas, mediante un procedimiento que combina el método de elementos finitos con la técnica de los spines. Se obtiene así
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Milner [7] da un soporte teórico que explica la selección entre diversos patrones regulares (rollos, cuadrados, hexágonos) en un sistema infinito, y concluyó que los cuadrados dominan a los otros patrones. Miles [8] extendió este trabajo a un fluido de profundidad finita (aunque aún ilimitado lateralmente), y posteriormente [9] estudió la selección de patrones que se da en un recipiente de sección transversal cuadrada. Existen también trabajos que han examinado este aspecto experimentalmente [10], [11]. Por otra parte, tanto en [12] como en [13] se mantuvieron los términos viscosos en las ecuaciones de movimiento, eliminando los términos no lineales convectivos. En ambos trabajos se estudian las condiciones críticas necesarias para la formación de ondas, en la superficie libre de un líquido en [12], y en la interfase entre dos fluidos en [13]. Sus resultados concuerdan razonablemente con valores experimentales obtenidos. Más recientemente, Henderson [14] examinó experimental y teóricamente los efectos del uso de surfactantes insolubles sobre las tasas de amortiguación, las frecuencias naturales y las amplitudes de la onda de Faraday fundamental axisimétrica, en un recipiente cilíndrico de sección transversal circular, a bajas frecuencias (cerca de 6 Hz). Si bien el problema de las ondas de Faraday ha sido ampliamente explorado tanto analítica como experimentalmente, existen muy pocos trabajos que estudien este

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