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Research/Investigacion

Research

Areas of research

1. Interfacial phenomena and surface tension gradient-driven flows (Marangoni effect, spreading and wetting, cellular convection, capillary-gravity and dilational-longitudinal waves, motion of drops and bubbles). We also study waves in geophysical flows (Strait of Gibraltar, etc).

2. Waves and electron hyperconduction in anharmonic crystal lattices, and the thermodynamics and statphys of such systems.

3. Modeling neurobiofunctions and neurobioinspired robots. Following earlier work on chaos, synchronization and control in nonlinear systems with active units new directions are under way:  modeling action potential transmission and data processing at various steps from sensory inputs to brain and neuroinspired robots.

Líneas de investigación

En esta Unidad se han estudiado, analítica, numérica/computacional y experimentalmente, diversos problemas de física de fluidos y otras cuestiones no lineales.

1. Fenómenos interfaciales y ondas en fluidos: Estudiamos la aparición y evolución de estructuras convectivas estacionarias (formas y sus defectos) y oscilatorias (ondas incluyendo solitones disipativos) en capas líquidas, mojado, demojado y esparcimiento de líquidos con tensioactivos sobre otros líquidos o sólidos, inducidos por gradientes superficiales (efecto de Marangoni). También estudiamos la aparición y desarrollo de ondas internas en la atmósfera y en el océano, particularmente en el Estrecho de Gibraltar.

2. Ondas y corrientes en redes anarmónicas: Estudiamos la aparición y evolución de solitones  y “supercorrientes” eléctricas en redes anarmónicas, así como la termodinámica y física estadística de dichos sistemas.

3. Modelos de neurobiofunción y robots neurobioinspirados: Usamos metodología (cualitativa y numérica) de sistemas dinámicos alineales (dinámica caótica, sincronización, y control en sistemas con unidades activas) para construir modelos de transmisión y procesado de señales/información desde entradas sensoriales al “cortex cerebral”, con especial interés en el diseño de robots neurobioinspirados.

 

 

Fig.1 Shawdograph picture of a solitary wave induced by the

Marangoni effect (ad/absorption of pentane vapor on liquid toluene)

exhibiting both regular reflection (incident angle with wall <45) and

Russell-Mach reflection (incident angle with wall >45)

  (Expt.: Linde, Chu & Velarde, 1993; Theory: Nepomnyashchy & Velarde, 1994)

  

 

Fig.2 Six consecutive snap-shots (shawdograph technique) illustrating

the synchronous collision of two solitonic counterrotating wavetrains

(c: clockwise; cc: counterclockwise) induced by the Marangoni effect.

Each collision between wavecrests shows the theoretically predicted

negative phase shift (trajectory change) of a solitonic head-on collision.

(Ref.: Velarde et al, 1995)