Mejora de la Intensidad Subarmónica en una Cavidad Llenada con Líquido Burbujeante a Través de su Desplazamiento de Resonancia No Lineal
Autores: Tejedor-Sastre, María Teresa; Vanhille, Christian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejora de la Intensidad Subarmónica en una Cavidad Llenada con Líquido Burbujeante a Través de su Desplazamiento de Resonancia No Lineal
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Subarmónicos
Cavidad
Líquido burbujeante
Suavización no lineal
Ultrasonido
Simulaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este estudio es examinar el comportamiento de las subarmónicas en una cavidad unidimensional llena de un líquido burbujeante, aprovechando el fenómeno de ablandamiento no lineal del medio a altas amplitudes para mejorar la generación de subarmónicas. Para este propósito, utilizamos un modelo numérico desarrollado previamente que resuelve un sistema diferencial acoplado formado por la ecuación de onda y una ecuación de Rayleigh-Plesset expandida en Taylor. Este sistema describe la interacción mutua no lineal entre el ultrasonido y las vibraciones de las burbujas. Realizamos varias simulaciones diferentes para medir la respuesta del componente subarmónico y la señal de frecuencia de la fuente acústica cuando la cavidad es excitada en un rango alrededor de la frecuencia de resonancia lineal de la cavidad (el valor de resonancia obtenido a bajas amplitudes de presión). Se utilizan diferentes amplitudes de fuente en tres tipos diferentes de medio. Nuestros resultados revelan varias nuevas características de las subarmónicas de la siguiente manera: su generación es predominante en comparación con la frecuencia de la fuente; su generación se ve afectada por el ablandamiento del medio burbujeante cuando se elevan las amplitudes de presión acústica; este comportamiento específico es únicamente un fenómeno relacionado acústicamente; su comportamiento puede indicar que el medio líquido burbujeante está experimentando un proceso de ablandamiento.
Descripción
El objetivo de este estudio es examinar el comportamiento de las subarmónicas en una cavidad unidimensional llena de un líquido burbujeante, aprovechando el fenómeno de ablandamiento no lineal del medio a altas amplitudes para mejorar la generación de subarmónicas. Para este propósito, utilizamos un modelo numérico desarrollado previamente que resuelve un sistema diferencial acoplado formado por la ecuación de onda y una ecuación de Rayleigh-Plesset expandida en Taylor. Este sistema describe la interacción mutua no lineal entre el ultrasonido y las vibraciones de las burbujas. Realizamos varias simulaciones diferentes para medir la respuesta del componente subarmónico y la señal de frecuencia de la fuente acústica cuando la cavidad es excitada en un rango alrededor de la frecuencia de resonancia lineal de la cavidad (el valor de resonancia obtenido a bajas amplitudes de presión). Se utilizan diferentes amplitudes de fuente en tres tipos diferentes de medio. Nuestros resultados revelan varias nuevas características de las subarmónicas de la siguiente manera: su generación es predominante en comparación con la frecuencia de la fuente; su generación se ve afectada por el ablandamiento del medio burbujeante cuando se elevan las amplitudes de presión acústica; este comportamiento específico es únicamente un fenómeno relacionado acústicamente; su comportamiento puede indicar que el medio líquido burbujeante está experimentando un proceso de ablandamiento.