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Tesis:

Oscilaciones débilmente no lineales en puentes líquidos no-axilsimétricos

  • Autor: HIGUERA TORRON, María

  • Título: Oscilaciones débilmente no lineales en puentes líquidos no-axilsimétricos

  • Fecha: 1998

  • Materia: Sin materia definida

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS AERONAUTICOS

  • Departamentos: MOTOPROPULSION Y TERMOFLUIDODINAMICA

  • Acceso electrónico:

  • Director/a 1º: NICOLAS GIMENO, José Antonio

  • Resumen: Se analiza la dinámica lineal (en el límite de baja viscosidad y en el caso general de viscosidad arbitraria) y la dinámica débilmente no lineal (en el límite de baja viscosidad) de las oscilaciones capilares no-axilsimétricas en puentes líquidos. El estudio de la dinámica lineal se realiza en función del número de Reynolds capilar, C-1, y de la esbeltez del puente líquido. En el límite C-1>1, los efectos de la viscosidad en las oscilaciones lineales (axilmétricas y no-axilmétricas) se estudian mediante un análisis de capa límite, que proporciona una primera corrección de la frecuencia natural no viscosa y una segunda aproximación del amortiguamiento. La novedad de este análisis asintótico es que, además de la disipación viscosa que tiene lugar en las capas límite de Stokes (adyacentes a los discos) se tiene en cuenta la que procede de la región potencial (no considerada hasta ahora). La comparación de los resultados obtenidos con los calculados en el caso general de viscosidad arbitraria muestra que, si la disipación de la región potencial se ignora, la aproximación que se obtiene del amortiguamiento es aceptable únicamente para valores de C-1 extremadamente grandes, en cambio, si se considera la disipación viscosa procedente de ambas regiones se obtiene una aproximación buena del amortiguamiento para C-1 mayor o igual que 100. Para analizar las oscilaciones lineales no-axilsimétricas, en el caso general de viscosidad arbitraria, se ha elaborado un método semi-analítico de tipo espectral que permite calcular con gran precisión la frecuencia y el amortiguamiento de dichas oscilaciones. En concreto, este método ha permitido validar los cálculos asintóticos para viscosidad pequeña, y realizar un análisis detallado del espectro de autovalores en un amplio intervalo del número de Reynolds capilar y de la esbeltez, con un bajo coste numérico. Mediante un análisis débilmente no lineal se ha deducido un modelo asintótico (nuevo) que describe la evolución acoplada de dos ondas capilares contrarrotatorias y del flujo medio secundario asociado. Las ondas contrarrotatorias se excitan directa o paramétricamente, a través de vibraciones mecánicas y el flujo medio se induce por efectos de resonancia paramétrica en las capas límite. Cuando las ondas se excitan directamente, el modelo deducido presenta soluciones estacionarias simétricas y no simétricas que corresponden, respectivamente, a ondas de tipo "standing" (su fase no depende de la posición) y ondas progresivas (su fase depende de la posición). También se han encontrado soluciones no simétricas periódicas, que corresponden a estados periódicos alternados (en los que cada onda domina en una parte del periodo). En el caso de excitación paramétrica, resultados conocidos en problemas relacionados, hacen esperar la existencia de modos de deriva (ondas que serían de tipo "standing" en un sistema de referencia que girase a velocidad constante)