SAW雾化中的声共振效应与空化现象
流体动力学
2023-07-28 v1
摘要
表面声波（SAW）与液体的相互作用能够从非常紧凑的源产生液滴尺寸在微米级可调的 aerosols（气溶胶）。理解 SAW 与受控微尺度液膜的非线性声流体动力学对于声微流控平台，特别是气溶胶发生器至关重要。在本研究中，我们展示了在 MHz 频率 SAW 气溶胶生成平台中存在微空化现象，该平台被誉为气溶胶技术的飞跃，具有包括生物分子吸入治疗、微色谱与光谱学、嗅觉显示和材料沉积等广泛应用领域。利用具有高时间分辨率和空间分辨率的分析方法，我们证明 SAW 在发生器表面稳定了空间排列的液体微穹顶。我们的实验表明，这些液穹顶成为具有高度波动压力幅值的声共振器，甚至可成核空化气泡，这得到了分析建模的支持。观察到的液穹顶破碎表明存在三种液滴生成机制，包括空化和毛细波不稳定性。在气溶胶生成过程中，空化气泡有助于液滴从液穹顶中喷出，并解释了芯片表面上观察到的微结构损伤模式，其最终由空化侵蚀引起。
引用
@article{arxiv.2306.02164,
title = {Acoustic Resonance Effects and Cavitation in SAW Aerosol Generation},
author = {Mehrzad Roudini and Juan Manuel Rosselló and Ofer Manor and Claus-Dieter Ohl and Andreas Winkler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.02164},
year = {2023}
}