Caracterización de las inestabilidades en un sistema convectivo cuasi 1D. Bifurcaciones subcríticas y dinámica de frentes 1D

Abstract

Este trabajo tiene por objeto la comprensión de la dinámica de un sistema extenso que entra en convección por efecto de los gradientes del campo de temperaturas en el seno de un fluido. Nuestro sistema experimental, una capa delgada de fluido abierta a la atmósfera y sometida a un calentamiento localizado en el fondo, presenta mecanismos físicos similares a los que aparecen en la convección de Bénard-Marangoni.<br>

Este calentamiento localizado se realiza a lo largo de una línea, lo cual nos permitirá estudiar la dinámica unidimensional en distintas regiones del espacio de parámetros de control, analizando en cada bifurcación las simetrías que el sistema va perdiendo. Para caracterizar la naturaleza de estas transiciones será imprescindible repasar la teoría de bifurcaciones. Desde el punto de vista experimental nos interesan particularmente las bifurcaciones subcríticas para las que el sistema manifiesta coexistencia de fases en un rango finito del parámetro de control. La coexistencia de dos patrones nos permite abordar de manera práctica dos tipos de frentes: normales y de Fisher-Kolmogorov-Petrovsky-Piskunov.<br>

En nuestra capa de fluido, a partir de una bifurcación primaria hacia un estado celular estacionario o de ondas propagativas (según sea el espesor de la capa de fluido) se suceden una serie de transiciones consecutivas, que designamos de manera general por bifurcaciones secundarias. Para este tipo de bifurcaciones se plantean modelos simples que hasta el momento han sido estudiados numéricamente por otros grupos de investigación, pero sólo algunos de ellos son aplicables a un sistema de estas características.