Estudio de las interacciones hidrodinámicas de origen viscoso en la aglomeración acústica de partículas

Abstract

En esta Tesis se presenta un estudio teórico y experimental sobre las interacciones hidrodinámicas de origen viscoso que se producen entre partículas en suspensión por la acción de un campo acústico. El trabajo está dividido en tres partes: un estudio analítico, un estudio numérico y un trabajo experimental de visualización de las partículas interaccionando. El estudio analítico ha consistido fundamentalmente en la resolución de las ecuaciones que determinan el problema mediante la aplicación de algunas aproximaciones, que permiten un tratamiento del problema, obteniéndose soluciones analíticas para aquellos casos abordables. Paralelamente se ha desarrollado un estudio numérico de dichas ecuaciones mediante la utilización del método Runge-kutta de orden 4. Los resultados generados en ambos estudios muestran un buen acuerdo. De esta forma se ha podido predecir y simular, por primera vez, para cualquier situación espacial, las trayectorias de partículas que interaccionan y colisionan como consecuencia de las asimetrías de origen viscoso que se producen en el campo acústico. Se ha realizado un trabajo experimental de visualización de partículas interaccionando, cuyos resultados muestran un buen acuerdo con la predicción teórico-numérica. Estos resultados demuestran la considerable incidencia del efecto estudiado en la aproximación entre partículas, dando lugar a menudo a mecanismos finales de aglomeración, sobre todo entre partículas semejantes.