Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | fisica |
| Título: | Modelado teórico y caracterización experimental de materiales compuestos periódicos para el control del campo acústico |
| Título alternativo: | Theoretical modelling and experimental characterization of periodic composite materials for the control of the acoustic field |
| Autor: | Alberti, Alejo |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad Nacional de Quilmes. Laboratorio de Acústica y Percepción Sonora
|
| Publicación en la Web: | 2019-05-31 |
| Fecha de defensa: | 2018-11-07 |
| Fecha en portada: | 2018 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas |
| Director: | Eguia, Manuel |
| Consejero: | Bekeris, Victoria |
| Jurado: | Basso, Gustavo J.; Depine, Ricardo; Santiago, Guillermo |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6540_Alberti |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6540_Alberti.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6540_Alberti |
| Ubicación: | Dep.FIS 006540 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Alberti, Alejo. (2018). Modelado teórico y caracterización experimental de materiales compuestos periódicos para el control del campo acústico. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6540_Alberti |
Resumen:
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.
Abstract:
This work presents theoretical studies and experimental implementations of sonic crystals and of more general periodic composites. These consist of structures comprised of multiple units which interact among themselves through and external acoustic field. As a result of these interactions, these structures (acoustic metamaterials) exhibit properties which are rather unusual in those materials found in nature. Being the definition of these structures subject to a variety of parameters, the manipulations and designs of them give rise to a vast spectrum of possibilities, only partially explored so far. Appropriate tools and methods for the study of these systems will be developed throughout this thesis, and experimental results obtained from structures especially designed and built will be shown. Both systems devised to function under free field conditions and others with properties that are best exploited in enclosures will be considered. In particular, the use of some of the properties of the metamaterials will be discussed in the context of the design of pseudo-1D and -2D cavities, from different types of crystal lattices. On the other hand the properties of materials comprised of elemental units with geometries different from the usual cylindrical (or circular) will be explored, advancing towards the devise of metamaterials made up of cell with arbitrary section. Under such circumstances the continuous rotational symmetry, characteristic of the cylindrical case, is broken, diversifying the possibilities of the structures to build and therefore the range of effects to explore. As a case study a crystal comprised of units with a U-shape section will be characterised both numerically and experimentally, through a multiobjective genetic algorithm together with the method of finite elements. The results obtained will open the field for the study of the influence of the disorder in periodic media on their properties, enabling an area of research beyond the one explored for sonic crystals. As a means to manipulate the acoustic field the theoretical characterization of the time reversal mirrors will also be considered, and experiments and numerical simulations will be carried out with the purpose of demonstrating some of the properties and limitations of the phenomenon of time reversal in the domain of acoustics. Finally the results obtained will be applied to open new acoustical possibilities on the field of music. A new conception of musical instrument will be presented, which will give rise to a novel scheme of interactions between the different actors and parts that comprise the performatic musical experience.
Citación:
---------- APA ----------
Alberti, Alejo. (2018). Modelado teórico y caracterización experimental de materiales compuestos periódicos para el control del campo acústico. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6540_Alberti
---------- CHICAGO ----------
Alberti, Alejo. "Modelado teórico y caracterización experimental de materiales compuestos periódicos para el control del campo acústico". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2018.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6540_Alberti
Estadísticas:
Descargas totales desde :
Descargas mensuales
https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6540_Alberti.pdf
