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Simulación numérica de una cerámica piezoeléctrica

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Simulación numérica de una cerámica piezoeléctrica

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dc.contributor.author González-Salido, Nuria es_ES
dc.contributor.author Ferri, Marcelino es_ES
dc.contributor.author Jiménez, Noé es_ES
dc.contributor.author Camarena, Francisco es_ES
dc.contributor.author Picó, Rubén es_ES
dc.contributor.author Redondo, Javier es_ES
dc.contributor.author Roig, Bernardino es_ES
dc.date.accessioned 2018-04-19T09:19:49Z
dc.date.available 2018-04-19T09:19:49Z
dc.date.issued 2013-06-02
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/100638
dc.description.abstract [EN] In this paper, a mathematical model describing the dynamic behavior of a commercial piezoelectric ceramic, vibrating in thickness, is presented. This model solves, by finite differences, the piezoelectric equations which relate he mechanical and electrical phenomena produced in this kind of material. The behavior in time domain of some physical variables, as the electric field and particle velocity, is simulated too. In addition, we have implemented a GUI in Matlab that allows simple and affordable simulations for all users. The implemented interface provides two kind of study: Broadband and single frequency excitation. The output parameters, obtained after time domain simulation, are piezoelectric constants of the ceramic and the electric response in frequency domain, i.e. admittance and impedance curves. The results allow predicting vibration modes, electrical response and understanding the effect of piezoelectricity on the mechanical response. es_ES
dc.description.abstract [ES] En este trabajo se presenta un modelo matemático que describe el comportamiento dinámico de una cerámica piezoeléctrica comercial vibrando en modo espesor. Dicho modelo resuelve, mediante diferencias finitas, las ecuaciones piezoeléctricas que relacionan los fenómenos mecánicos y eléctricos que se producen en este tipo de materiales, y simula el comportamiento de algunas variables físicas puntuales -como campo eléctrico o velocidad de partícula- en el dominio de tiempo. Asimismo, se ha implementado un entorno gráfico en Matlab que permite realizar las simulaciones de forma sencilla y asequible a todos los usuarios. Esta interfaz contempla dos tipos de estudio: excitación de la cerámica en banda ancha y excitación a una sola frecuencia. Como valores de salida el programa facilita, una vez finalizada la simulación de las variables dependientes del tiempo, los distintos parámetros piezoeléctricos de la cerámica y su respuesta eléctrica en el dominio de la frecuencia (curvas de admitancia e impedancia). Los resultados obtenidos permiten, además de predecir los modos propios de vibración y la respuesta eléctrica, comprender el efecto de piezoelectricidad en la respuesta mecánica de un medio material. es_ES
dc.description.sponsorship Este trabajo ha sido financiado por la Universitat Politècnica de València bajo los proyectos PAID 06-10-002-295 y PAID 05-11-002-340 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València
dc.relation.ispartof Modelling in Science Education and Learning
dc.rights Reconocimiento - No comercial (by-nc) es_ES
dc.subject Piezoelectricidad es_ES
dc.subject Diferencias finitas es_ES
dc.subject Ultrasonidos es_ES
dc.subject Piezoelectricity es_ES
dc.subject Finite differences es_ES
dc.subject Ultrasound es_ES
dc.title Simulación numérica de una cerámica piezoeléctrica es_ES
dc.type Artículo es_ES
dc.date.updated 2018-04-19T06:38:33Z
dc.identifier.doi 10.4995/msel.2013.1990
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/UPV//PAID-06-10-002-295/ es_ES
dc.relation.projectID info:eu-repo/grantAgreement/UPV//PAID-05-11-002-340/ es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Física Aplicada - Departament de Física Aplicada es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras - Institut d'Investigació per a la Gestió Integrada de Zones Costaneres es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escuela Politécnica Superior de Gandia - Escola Politècnica Superior de Gandia es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Matemática Aplicada - Departament de Matemàtica Aplicada es_ES
dc.description.bibliographicCitation González-Salido, N.; Ferri, M.; Jiménez, N.; Camarena, F.; Picó, R.; Redondo, J.; Roig, B. (2013). Simulación numérica de una cerámica piezoeléctrica. Modelling in Science Education and Learning. 6(3):131-144. https://doi.org/10.4995/msel.2013.1990 es_ES
dc.description.accrualMethod SWORD es_ES
dc.relation.publisherversion https://doi.org/10.4995/msel.2013.1990 es_ES
dc.description.upvformatpinicio 131 es_ES
dc.description.upvformatpfin 144 es_ES
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion es_ES
dc.description.volume 6
dc.description.issue 3
dc.identifier.eissn 1988-3145
dc.contributor.funder Universitat Politècnica de València es_ES
dc.description.references W. G. Hankel. Uber die aktinound piezoelektrischen eigenschaften des bergkrystalles und ihre beziehung zu den thermoelektrischen. Abh. Sächs, 12:457 (1881). es_ES
dc.description.references Arnau Vives, A. (Ed.). (2004). Piezoelectric Transducers and Applications. doi:10.1007/978-3-662-05361-4 es_ES
dc.description.references T. F. Hueter, R. H. Bolt. Sonics. John Wiley and Sons, Inc, New York, (1955). es_ES
dc.description.references Ferri, M., Camarena, F., Redondo, J., Picó, R., & Avis, M. R. (2012). Explicit finite-difference time-domain scheme for the simulation of 1-3 piezoelectric effect in axisymmetrical configurations. Wave Motion, 49(6), 569-584. doi:10.1016/j.wavemoti.2012.03.007 es_ES


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