Bessel驻波对椭球形液滴的声辐射转矩

作     者：臧雨宸 林伟军 苏畅 吴鹏飞 ZANG Yuchen;LIN Weijun;SU Chang;WU Pengfei

作者机构：中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2021年第46卷第1期

页      面：92-102页

核心收录：

学科分类：07[理学] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 070206[理学-声学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11604361,11904384) 国家重点研发计划项目(2018YFC0114900) 中国科学院青年创新促进会项目(2019024)资助 

主　　题：声辐射 表面张力 声散射系数 椭球形 驻波场 液滴 半锥角 结果预期 

摘      要：在实际的声操控中,由于声辐射力、表面张力和重力的共同作用,液滴往往呈现出椭球的形状,在螺旋声场中会受到力矩的作用而发生转动。从声波的散射理论出发,根据部分波展开法求解得到了椭球形液滴在Bessel驻波场中的声散射系数,并给出了其受到的声辐射转矩的解析式。在此基础上,对椭球形不可压缩液滴和椭球形可压缩液滴分别进行数值计算。仿真结果表明,不可压缩液滴的声辐射转矩与声束半锥角的关系更密切,而可压缩液滴则更依赖于特定的频率;提升Bessel驻波场的阶数有利于增强声辐射转矩的峰值,但在中低频处较难对可压缩液滴产生明显的力矩。该研究结果预期对利用螺旋声场进行液滴的操控具有理论指导作用。