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Modelado teórico y caracterización experimental de materiales compuestos periódicos para el control del campo acústico


Theoretical modelling and experimental characterization of periodic composite materials for the control of the acoustic field

Alberti, Alejo

Director(a):
Eguia, Manuel
 
Institución otorgante:
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Fecha:
2018-11-07
Tipo de documento: 
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 
Formato:
application/pdf
Idioma:
spa
Descripción:
En este trabajo se presentan estudios teóricos e implementaciones experimentales de cristales sónicos y de compuestos periódicos más generales. Estos consisten en estructuras integradas por unidades múltiples que interactúan entre sí a través de un campo acústico externo. Como resultado de esas interacciones estas estructuras (metamateriales acústicos) exhiben propiedades que son poco frecuentes en aquellos materiales presentes en la naturaleza. Dado que la definición de estas estructuras está sujeta a una variedad de parámetros sus manipulaciones y diseños dan lugar a un vasto espectro de posibilidades, hasta ahora sólo parcialmente exploradas. A lo largo de esta tesis se desarrollarán herramientas y métodos apropiados para el estudio de estos sistemas, y se exhibirán resultados logrados experimentalmente a partir de estructuras especialmente diseñadas y construidas. Se comprenderán tanto sistemas concebidos para funcionar en condiciones de campo libre como otros cuyos atributos se explotan en la construcción de recintos cerrados. En particular, se mostrará el empleo de algunas de las propiedades de los metamateriales en la fabricación de cavidades pseudo-1D y -2D a partir de diferentes tipos de redes cristalinas. Por otra parte se explorarán las propiedades de compuestos realizados con unidades elementales de geometrías diferentes de las cilíndricas (o circulares) usuales, avanzando hacia la concepción de metamateriales constituidos por celdas de sección arbitraria. En estos casos se rompe la simetría continua de rotación que ofrece la geometría cilíndrica, diversificando las posibilidades constructivas y, por lo tanto, de efectos a explorar. Como caso de estudio se caracterizará numérica y experimentalmente un cristal constituido por unidades con sección en forma de U, por medio de un algoritmo genético multiobjetivo en conjunción con metodología de elementos finitos. Los resultados obtenidos abrirán el campo para el estudio de la influencia del desorden en los medios periódicos sobre sus propiedades, habilitando un área de investigación más allá de la explorada para los cristales sónicos. Como medio para manipular el campo acústico se considerará asimismo la caracterización teórica de los espejos de reversión temporal, y se desarrollarán experimentos y simulaciones numéricas con el objeto de demostrar algunas de las propiedades y limitaciones del fenómeno de la reversión en el campo de la acústica. Finalmente se aplicarán los resultados logrados para la obtención de nuevas posibilidades acústicas en el campo de la música. Se presentará una nueva concepción de instrumento musical, que dará lugar a un esquema novedoso de interacción entre los diferentes actores y partes que hacen a la experiencia performática musical.
Identificador:
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6540_Alberti
Derechos:
info:eu-repo/semantics/openAccess
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Licencia de uso:
Licencia Creative Commons

Descargar texto: tesis_n6540_Alberti.oai

Cita bibliográfica:

Alberti, Alejo  (2018-11-07).     Modelado teórico y caracterización experimental de materiales compuestos periódicos para el control del campo acústico.  (info:eu-repo/semantics/doctoralThesis).    Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.    [consultado:  18/1/2025] Disponible en el Repositorio Digital Institucional de la Universidad de Buenos Aires:  <https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6540_Alberti>


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