【摘要】：隨著生物醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域?qū){米粒子的非接觸式操控需求的日益強(qiáng)烈,對(duì)新型聲鑷子的設(shè)計(jì)提出更高的要求.在忽略球粒子所在液體的粘滯力和聲損耗的前提下,利用球散射法計(jì)算了環(huán)狀換能器對(duì)軸向球粒子的聲輻射力,在理論上發(fā)現(xiàn)環(huán)狀換能器捕獲軸向上球粒子的可能性.球散射法既可以應(yīng)用于遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)的粒子,也可以用于遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的粒子,具有普遍適用性.根據(jù)理論結(jié)果發(fā)現(xiàn)聲輻射力受球粒子與換能器之間的距離,環(huán)狀換能器內(nèi)外半徑大小,球粒子的大小以及材料特性等因素的影響.而且環(huán)狀換能器的近場(chǎng)區(qū)存在著一些聲輻射拉力區(qū).聲輻射拉力區(qū)隨著環(huán)狀換能器外半徑,內(nèi)半徑的改變而發(fā)生相應(yīng)變化.環(huán)狀活塞換能器對(duì)軸向球狀粒子的聲輻射力特性可以用來(lái)設(shè)計(jì)新式聲鑷子裝置,其中空位置可以用來(lái)放置監(jiān)控設(shè)備來(lái)監(jiān)控操縱粒子,或者安裝機(jī)械操控裝置以改變換能器的位置和方向.這些理論和計(jì)算結(jié)果對(duì)單聲源聲鑷子的實(shí)現(xiàn)具有指導(dǎo)意義.
[Abstract]:With the increasing demand for non-contact manipulation of nanoparticles in biomedical and industrial fields, higher requirements are put forward for the design of novel tweezers. On the premise of ignoring the viscous force and sound loss of the liquid in which the spherical particle is located, the sound radiation force of the annular transducer on the axial spherical particle is calculated by using the spherical scattering method. The possibility of the annular transducer capturing the axial upward spherical particle is found theoretically. The spherical scattering method can be used not only for particles far larger than wavelength, but also for particles far smaller than wavelength. According to the theoretical results, it is found that the acoustic radiation force is affected by the distance between the ball particle and the transducer, the inner and outer radius of the ring transducer, the size of the ball particle and the properties of the material. In addition, there are some sound radiation force regions in the near field of the annular transducer. With the change of the outer radius and the inner radius of the ring transducer, the sound radiation tension region changes accordingly. The sound radiation force characteristics of ring piston transducers to axial spherical particles can be used to design new tweezers, where empty positions can be used to monitor and manipulate particles. Or install mechanical controls to change the position and direction of the transducer. These theoretical and computational results are instructive for the realization of mono-source tweezers.
【作者單位】： 近代聲學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京大學(xué)聲學(xué)研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(11274166) 聲場(chǎng)聲信息國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題研究基金(SKLOA201609)
【分類號(hào)】：TB552

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本文編號(hào)：2325820