:Estructura de la Materia 1:

SEGUNDO PARCIAL!

Es en el Aula 8 del Pabellón 2

Hola gente!

El miércoles despues de las consultas encontré una campera en el aula. Si es de alguno de ustedes por favor me avisan, la llevo el Viernes al parcial.

Nos vemos el viernes!
Tomás

Agregué en la página de ejemplos de parciales algunos parciales de cuatrimestres anteriores (miren al final de la página).

Les dejo también un par de videos e imágenes de vuelo supersónico y generación de ondas de choque (en el primer video, la generación puede verse claramente gracias a la condensación de vapor de agua). Les aconsejo que miren los videos con el audio prendido, asi escuchan el “sonic boom”:

http://www.youtube.com/watch?v=Ta14puDV0VI
http://www.youtube.com/watch?v=-d9A2oq1N38
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/…

En los próximos días pongo un ejemplo de como resolver las ecuaciones de fluidos en forma numérica.

Mauro Elías me envió un video muy bueno de ondas de gravedad:

http://vimeo.com/terjes/themountain

Tomás me pasó dos papers interesantes sobre ondas de choque. El primero muestra que el sonido del látigo es producido cuando la punta excede la velocidad del sonido, generando ondas de choque. El segundo es el reporte que mencioné en clase, sobre la forma mas conveniente para evitar el calentamiento de los misiles cuando ingresan a la atmósfera, nuevamente por la producción de una onda de choque:

Dinámica del látigo
Calentamiento de misiles supersónicos

En los próximos días voy a poner unos videos de flujos supersónicos.

Quedan pocas clases para terminar con los temas de las teóricas. Les dejo varios videos sobre los temas que vimos en las últimas dos clases.

Comienzo por el último tema que vimos.  El video del siguiente link muestra ondas de gravedad en la atmósfera. Estrictamente hablando, son ondas de gravedad internas (asociadas a la estratificación en densidad de la atmósfera, en lugar de una superficie libre). Las ondas pueden verse muy claramente:

http://www.youtube.com/watch?v=yXnkzeCU3bE

El tema que vimos antes, turbulencia, permite realizar visualizaciones de flujos muy atractivas. Pueden ver algunas galerías de imágenes y videos de simulaciones numéricas de estos flujos en:

http://www.vapor.ucar.edu/gallery/index.php?id=general
http://www.stanford.edu/group/ctr/gallery.html

Dos videos de YouTube mostrando flujos laminares y turbulentos en una tubería (la experiencia de Reynolds), y del flujo turbulento en la estela detrás de un cilindro:

http://www.youtube.com/watch?v=nl75BGg9qdA&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=0H63n8M79T8

Les dejo también un artículo divulgativo pero muy completo sobre problemas actuales en el estudio de la turbulencia (pueden leerlo aquí). También pueden ver una presentación en formato PowerPoint sobre las leyes de potencia que se observan en astrofísica asociadas a turbulencia en “the big power law in the sky“. Este es el espectro que mencioné en clase, y que probablemente corresponda al espectro de ley de potencias con mayor separación de escalas que se conoce.

Finalmente, dejo algunas imágenes de flujos turbulentos obtenidas por nuestro grupo. En orden, las imágenes muestran simulaciones numéricas de turbulencia hidrodinámica en tres dimensiones, turbulencia en fluidos rotantes (observen las “columnas de Taylor” que aparecen en el flujo), turbulencia de fluidos conductores en tres dimensiones, y en dos dimensiones (resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes y de Maxwell acopladas). En los dos primeros casos, los colores corresponden a regiones diferente intensidad de vorticidad. En los dos segundos, corresponden a regiones con diferente intensidad de densidad de corriente eléctrica.

http://www.df.uba.ar/users/mininni/estructura1/turb3D.jpg
http://www.df.uba.ar/users/mininni/estructura1/rotating.jpg
http://www.df.uba.ar/users/mininni/estructura1/mhd3D.jpg
http://www.windows2universe.org/physical_science/…

Finalmente, la semana próxima durante la semana de la física, Pablo Cobelli (un investigador de nuestro grupo) va a montar varias experiencias de fluidos. Están todos invitados para ver (y tocar) fluidos de todo tipo.

Solo por esta semana, vamos a tener la clase práctica el miércoles (22 de junio) y la teórica el viernes (24 de junio). La semana próxima volvemos al calendario habitual. Tengan en cuenta que el miércoles 29 de junio es la última teórica. Las fechas del segundo parcial y de los recuperatorios ya están disponibles en la página.

La inestabilidad de Rayleigh-Taylor es común en astrofísica cuando se tienen dos fluidos con distinta densidad acelerados (por ejemplo, en una supernova). Puede observarse en el laboratorio en la interfaz entre dos fluidos con diferente densidad bajo la acción de la gravedad, cuando el fluido con mayor densidad está arriba. Es la última inestabilidad que vimos la clase pasada, y en este post les dejo varias imágenes que ilustran su evolución lineal y no-lineal.

Imágenes de la inestabilidad en simulaciones numéricas pueden verse en:

http://www.astro.virginia.edu/VITA/ATHENA/rt.html

Pueden ver un video en (sigan el link a la película):

http://media.efluids.com/galleries/instability?medium=605

La inestabilidad está asociada a los filamentos que se observan en remanentes de supernovas y nebulosas. Les recomiendo ver las siguientes imágenes, muy impactantes:

http://astronomy2008.files.wordpress.com/2008/09/eagle-nebula-m16.jpg
http://astronomy2008.files.wordpress.com/2008/09/crab-nebula-m1.jpg
http://chandra.harvard.edu/photo/2007/g292/g292_xray.jpg
http://chandra.harvard.edu/photo/2007/kepler/kepler.jpg

La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz ocurre en presencia de un gradiente en el campo de velocidades (por ejemplo, cuando hay una interfaz entre dos fluidos y el fluido superior se mueve en un sentido y el fluido superior en el sentido opuesto). Es muy importante en astrofísica y geofísica porque es responsable de la mezcla de los dos fluidos. En la clase de ayer vimos esta inestabilidad (junto con la de Rayleigh-Taylor). Les dejo ahora algunos videos e imágenes para que vean como la inestabilidad evoluciona en su régimen lineal y no-lineal.

Un video muy corto de esta inestabilidad en el laboratorio:

http://www.youtube.com/watch?v=CL7s8h7mtPE

Una página web con videos muy impresionantes de una simulación numérica de la inestabilidad en dinámica molecular (busquen el link a los videos):

http://www.aps.org/units/dfd/pressroom/gallery/richards.cfm

La instabilidad es común en la atmósfera. Aquí hay varias imágenes como ejemplo (¡miren las nubes!):

http://www.metvuw.com/photoofweek/photo-20080222-03.jpg
http://www.engineering.uiowa.edu/fluidslab/gallery/images/vortex16.jpg

Finalmente, una página que explica el rol de la inestabilidad en la magnetósfera terrestre (y como se estudia con la misión de cuatro sondas espaciales “CLUSTER”):

http://www.isas.jaxa.jp/e/forefront/2006/hasegawa/index.shtml

Gracias a Germán Abrevaya, que me pasó un link a un blog de divulgación científica, y a varios links en particular sobre posts mostrando efectos interesantes en fluidos. Les dejo la lista tal como me la pasó, para que se diviertan:

http://vicente1064.blogspot.com/2008/06/lquidos-que-ascienden-por-varillas.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/04/video-del-efecto-kaye-experimentos.html
http://vicente1064.blogspot.com/2011/05/video-efecto-de-auto-sifon-algo-mas-de.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/05/gigante-anillo-de-humo-que-apaga-las.html
http://vicente1064.blogspot.com/2007/05/video-de-la-formacin-de-un-vrtice.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/05/sobre-un-experimento-de-fisica-mas.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/05/la-ley-arquimedes-y-el-calentamiento.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/05/crash-estrujando-un-carro-tanque.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/12/un-avion-de-papel-entre-dos.html
http://vicente1064.blogspot.com/2009/04/curioso-deberia-ser-caotico-pero-hace.html

El último link en particular menciona inestabilidades, un tema que vamos a empezar a estudiar en la clase de hoy.

Volviendo al tema del vuelo, les dejo un video que grabó Tomas en su último vuelo. El video muestra la condensación en el borde de ataque del ala:

http://www.df.uba.ar/users/mininni/estructura1/ala_hiattack.wmv