Inestabilidades térmicas: célula de Bénard

Abstract

En este trabajo se estudia el comportamiento de una lámina de fluido limitada por dos superficies. La temperatura de la superficie inferior es mayor que la de la placa superior. Para pequeños gradientes de temperatura la conducción de calor será suficiente para disipar el calor. Sin embargo, la convección de Bénard, es decir, el movimiento macroscópico de las partículas del fluido, comienza cuando la conducción no es capaz por sí sola de disipar todo el calor debido a un mayor gradiente de temperatura. La consecuencia más notable de la convección es la formación de las llamadas celdas de Bénard. Como se va a demostrar estas solo pueden adoptar determinadas formas geométricas. De hecho, solo pueden ser polígonos regulares y solo serán visibles cuando la diferencia térmica entre las superficies no sea excesivamente grande y el flujo no sea turbulento. Una característica importante de este tipo de sistemas es que las ecuaciones que las rigen no son lineales, y, por tanto, aparece el fenómeno del caos determinista.