Este trabajo es un estudio sobre una transición de onda de gravedad que ocurre en un flujo
en régimen turbulento. Esta bifurcación fue descubierta recientemente y hay muchas
preguntas abiertas respecto de ella. En particular, no se conoce el mecanismo de la
inestabilidad ni se tiene claridad respecto del rol de la turbulencia en ella.
En el capítulo 1, además de describirse el fenómeno estudiado, se presentan brevemente los
aspectos conocidos de la mecánica de fluidos que son más pertinentes al estudio realizado.
Posteriormente se plantean los objetivos.
En el segundo capítulo se da una descripción detallada del montaje tipo Taylor-Couette
desarrollado durante este trabajo. También se explican los protocolos de medición
utilizados.
En el capítulo 3 se presentan los resultados experimentales obtenidos. El hallazgo más
importante es el hecho de que el número de Froude es, dentro de los parámetros
adimensionales considerados, el que mejor describe la bifurcación. Esto resulta evidente al
comparar los diagramas de bifurcación de este experimento con el previamente existente.
Por otro lado se obtiene la dependencia de las frecuencias propias de algunos modos
fundamentales. En esa dependencia es posible observar que la zona en que se desarrolla la
inestabilidad coincide con el encuentro de las frecuencias de dos modos propios de
superficie. Finalmente, es importante mencionar que se registraron efectos asociados al
desgaste del montaje que, junto con algunas diferencias entre estos resultados y los datos
experimentales previos, se pueden interpretar como producto de la influencia de ruido en la
transición, ruido asociado tanto a las fluctuaciones turbulentas como a las vibraciones
mecánicas del montaje. Este aspecto requiere mayor caracterización que permita aislar de
mejor manera el rol de la turbulencia.
En el capítulo 4 se realiza un análisis teórico que busca determinar la dependencia con la
intensidad del flujo de los modos propios de onda de gravedad de la superficie libre. Esto
busca determinar la aparición de alguna inestabilidad lineal en los modos a medida que
incrementa la intensidad del flujo. Pese a no poderse determinar la estabilidad de los
modos, los resultados para la dependencia de las frecuencias propias presentan un buen
ajuste a las medidas.
Finalmente, en el capítulo 5 se presentan las conclusiones. Entre ellas se menciona una
posibilidad respecto de cuál puede ser el mecanismo. Ese mecanismo estaría determinado
por la colisión de las frecuencias de dos modos, lo que se sugiere tanto de los resultados
experimentales como de los teóricos. Adicionalmente se proponen algunos aspectos que
podrían abordar investigaciones futuras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/102992 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Arratia Martínez, Cristóbal Manuel |
| Contributors | Mujica Fernández, Nicolás, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Física, Cerda Villablanca, Enrique, Hernández Pellicer, Rodrigo, Muñoz Gómez, Víctor, Niño Campos, Yarko |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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