玻璃毛细管中声学捕获的三维数值模拟

声捕获器用于在微流控应用中捕获和处理悬浮的微粒与细胞。一种特别简单且广泛使用的声捕获器由一个市售的、毫米级尺寸、充满液体的玻璃毛细管组成，该毛细管由压电换能器驱动。在此，我们提出了一个液体中声压场与玻璃壁位移场耦合的三维数值模型，考虑了混合驻波与行波以及吸收。该模型预测了非常适合声学捕获的共振模式、它们的频率与品质因数、作用在单个测试粒子上的声辐射力大小随位置的变化，以及捕获器产生的声保持力。我们表明模型预测与已发表的实验结果一致，并讨论了如何将该模型作为设计工具以获得改进且更稳定的声学捕获模式。