Ondas confinadas fuertemente no-lineales en fluidos termoviscosos: algunos experimentos numéricos

Abstract

[EN] Strongly nonlinear standing waves in an one-dimensional rigid walled tube are numerically studied by using a finite difference algorithm. Calculations are performed exclusively in the time domain. No approximations about the Mach number are considered. Effects of absorption due to bulk attenuation are included and no approximations about its value are done. Different numerical experiments are shown including the formation of a strongly nonlinear continous standing wave as well as the behaviour of pulsed waves.

[ES] El estudio del comportamiento de ondas de amplitud finita confinadas en resonadores acústicos es uno de los campos de investigación más prometedores en acústica nolineal, además de por su interés inherente también de cara a toda una gama de aplicaciones físicas y de ingeniería. Sin embargo la falta de una maquinaria matemática suficientemente desarrollada es un impedimento para la puesta a punto de tales aplicaciones. En este contexto, se presenta aquí un estudio numérico de ondas acústicas de gran amplitud confinadas en una cavidad cilíndrica. Las peculiaridades de este tipo de ondas, que son consecuencia fundamentalmente del comportamiento nolineal del fluido, se explican e ilustran mediante resultados de diferentes experimentos numéricos. Para ello se desarrolló un código de cálculo numérico, basado en un algoritmo de alto orden e implícito de diferencias finitas. El algoritmo numérico, en contraposición con otros que estudian el mismo problema físico y que se pueden encontrar en la literatura, resuelve la ecuación completamente nolineal, sin ningún tipo de aproximación en lo que se refiere al número de Mach y/o al valor de la atenuación, además de trabajar en el dominio del tiempo.