Formación de ondas de Faraday. Comparación de resultados experimentales con modelo teórico simplificado

GASTÓN MIÑO; CECILIA CABEZA; SEBASTIÁN UBAL; MARÍA D. GIAVEDONI

Santa Fe

Congreso; X Reunión sobre Recientes Avances en Física de Fluidos y sus Aplicaciones (FLUIDOS 2008); 2008

INTEC (UNL-CONICET)

Cuando una capa de líquido es sometida a oscilaciones verticales, la superficie de la misma comienza a desestabilizarse a partir de un valor de aceleración, para un número de onda determinado. Este fenómeno reportado por Faraday (1831) ha sido objeto de muchos estudios los cuales intentan predecir estos valores umbrales. El análisis matemático para un fluido ideal fue desarrollado por Benjamin y Ursell (1954), arribando a la ecuación de Mathieu. Este modelo predice la formación de ondas aún cuando la fuerza aplicada sea despreciable; este resultado no realista se debe a la eliminación de los efectos viscosos. Si bien Kumar y Tuckerman (1994) presentaron un análisis lineal del problema fluidodinámico completo, la implementación de la solución de este modelo es laboriosa y no tiene en cuenta los efectos de las paredes laterales. Un modelo aproximado y sencillo supone la incorporación de un término de amortiguamiento que tiene en cuenta la disipación viscosa en la ecuación de Mathieu. Las mediciones de la aceleración y número de onda umbrales obtenidas experimentalmente se comparan con el modelo simplificado, a fin de encontrar un valor del coeficiente de amortiguamiento que ajuste con los valores obtenidos.