充液柱形腔中球形粒子在高斯声场中的声辐射力
本文选题:解析法 + 声辐射力 ; 参考:《南京大学学报(自然科学)》2017年01期
【摘要】:利用声学散射理论和Bessel函数在不同坐标系之间的变换关系式,推导了高斯波作用于充液柱形腔中球形粒子声辐射力的解析表达式;应用数值积分,计算了球形粒子在柱形腔中的声波散射系数,并对不同束腰半径的高斯波作用下球形粒子的声辐射力进行了仿真,得出了声辐射力随波数的变化曲线;最后通过改变球形粒子的半径,分析了柱形腔对不同尺寸粒子声辐射力的影响,并将其与无边界流体中球形粒子的声辐射力进行了对比.结果表明,当球形粒子位于充满流体的柱形腔中时,受柱形腔内壁声反射波的影响,刚性球的声辐射力出现明显的变化,在某些频率处,声辐射力的方向可以发生改变,在一些频率点出现了明显的共振峰值.研究结果对充液柱形腔中球形粒子的声操控具有一定的意义.
[Abstract]:Based on the acoustic scattering theory and the transformation of Bessel function in different coordinate systems, an analytical expression of the acoustic radiation force of spherical particles acting on a liquid-filled cylindrical cavity is derived. The acoustic scattering coefficient of spherical particles in cylindrical cavity is calculated, and the acoustic radiation force of spherical particles under the action of high beam waist radii is simulated, and the variation curve of acoustic radiation force with wave number is obtained. Finally, by changing the radius of spherical particles, the influence of cylindrical cavity on acoustic radiation force of particles of different sizes is analyzed and compared with that of spherical particles in boundless fluid. The results show that when the spherical particles are located in the cylindrical cavity filled with fluid, the sound radiation force of the rigid sphere changes obviously, and the direction of the sound radiation force can be changed at some frequencies, due to the influence of the acoustic reflection wave on the inner wall of the cylindrical cavity. There are obvious resonance peaks at some frequency points. The results are significant for the acoustic manipulation of spherical particles in liquid-filled cylindrical cavities.
【作者单位】: 陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省超声学重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11574191)
【分类号】:O422
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本文编号:2061630
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