微通道中时变超声诱导声流的理论研究
流体动力学
2016-02-02 v1
摘要
基于一阶和二阶扰动理论，我们给出在绝热条件且假设材料参数与温度无关下，由长直微通道横截面内振动壁驱动的瞬态声场和非稳态声流的时间建立与衰减的数值研究。非稳态流通过对时间相关速度场在一个振荡周期内平均获得，并且随时间增加，它收敛于频域中计算的著名稳态时间平均解。尺度分析揭示声共振建立远快于声流，意味着辐射力可能主导拖曳力即使对小粒子。然而数值时间相关分析表明脉冲驱动不因慢衰减显著减少声流。分析也显示对于品质因数 Q 的声共振，振荡二阶速度分量幅值是通常二阶稳态时间平均速度分量的 Q 倍。因此，著名的扰动展开有效性判据 v << c 被更严格判据 v << c/Q 替代。数值模型在补充材料以 Comsol 模型文件和 Matlab 脚本提供。
引用
@article{arxiv.1509.02554,
title = {A theoretical study of time-dependent, ultrasound-induced acoustic streaming in microchannels},
author = {Peter Barkholt Muller and Henrik Bruus},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.02554},
year = {2016}
}
备注
14 pages, Revtex, 8 eps figures