Interacción de los ultrasonidos con medios viscosos

Abstract

Muchos sistemas en la naturaleza, cuando son excitados lejos del equilibrio, pueden auto-organizarse formando una gran variedad de patrones o estructuras como pueden ser el rayado de la piel de las cebras. Durante el siglo XX, se ha estudiado ampliamente la formación de patrones espacio-temporales en el campo de la hidrodinámica, biología, química o en sistemas ópticos, sin embargo no en sistemas acústicos. Todos estos sistemas, aparentemente tan distintos pero con formaciones semejantes, comparten algunas características comunes: presentan extensión espacial, disipación de energía, forzamiento externo y una respuesta no lineal. Es por ello, que en este trabajo se estudian las características de un sistema acústico que presenta las mismas propiedades. Dicho sistema está compuesto por un resonador de paredes plano-paralelas (interferómetro) sumergido en un fluido viscoso que queda entre ambas paredes. La energía se inyecta mediante la vibración de una de las paredes a frecuencia ultrasónica (próximas a 2 MHz) mientras la otra actúa como espejo que refleja la onda ultrasónica, permitiendo así la aparición de fenómenos no lineales en la cavidad

Many systems in nature, when they are driven far from equilibrium, can self-organize giving rise to a large variety of patterns or structures like zebra¿s skin stripes. During 20th century, it has been extensively documented in other fields like hydrodynamics, biology, chemistry or optical systems, nevertheless not in acoustics. Those systems, apparently different but with similar formations, share some common features: they present spatial extension, energy dissipation, external forcing, and non-linear response. For this reason, an acoustical system that presents the same properties is studied in this project. This system previously mentioned is composed by a plane-wall resonator (interferometer) immersed in a viscous fluid which remains between both walls. Energy is externally injected in the resonator by vibrating one of the walls at ultrasonic frequencies (near 2 MHz) while the other wall acts like a mirror that reflects the acoustic wave, allowing the appearance of non-linear phenomenon in the cavity.