具有非线性高阶谐波的 Eckart 声流：吉赫兹频段的实例

声流在生物医学和制药工业中的应用显示出巨大潜力，如气泡动力学、细胞聚集和纳米级颗粒分离。随着入射频率的增加，声激波距离减小，非线性传播效应将在声流中发挥作用，例如在几吉赫兹 (GHz) 下的 Eckart（体）声流。然而，当高阶声谐波起作用时，目前仍缺乏体声流源项的理论。在本文中，我们推导了包含高阶谐波贡献的源项。假设声流诱导的流体流动是不可压缩的，并且在受传统 Goldberg 数$\Gamma < 1$或$\Gamma \approx 1$（表明非线性相对于耗散的重要性）限制的非线性声传播过程中不发生激波。推导出的力项允许评估 GHz 下具有高阶谐波的体声流，并与现有的经验公式相比提供了精确表达式。数值结果表明，高阶谐波的贡献使声流流速增加了 20% 以上。我们指出，在数值计算中应避免使用 Nyborg 引入的表达式，因为它包含了部分不会导致声流的声辐射力。