음향 복사력

Acoustic radiation force

음향방사력(ARF)은 음파와 그 경로를 따라 배치된 장애물의 상호작용에서 발생하는 물리적 현상이다.일반적으로 장애물에 가해지는 힘은 (음파의 존재에 의한) 음파 방사압을 시간 변동 표면에 적분함으로써 평가된다.

주어진 위치에서 음향 평면파가 가하는 힘의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

어디에

  • \ F 단위 부피당 힘이며, 여기서 kg/(scm22)로 나타낸다.
  • α Np/cm(Neper/cm) 단위흡수 계수이다.
  • I는 주어진 위치에서의 음파의 시간 평균 강도(W/cm2)이다.
  • c는 매체의 음속(cm/s)[1][2]입니다.

음향 방사력에 대한 주파수의 영향은 강도(높은 주파수에서 높은 압력은 더 얻기 어렵다)와 흡수(높은 주파수는 더 높은 흡수율을 가진다)를 통해 고려된다.참고로 물은 흡음력이 0.002dB2/(MHzcm)[3](page number?)이다.기포와 같은 압축성 입자에 대한 음향 방사력은 비에르네스 힘이라고도 하며, 흡음이나 [4]반사가 필요하지 않은 다른 메커니즘을 통해 생성된다.

한 분자 음향 서 있는 파도에 노출된time-averaged 힘이 일차 청각 부챗살 힘(F 와 r{\displaystyle F_{pr}})으로 알려져 체험할 것이다.동일 평면상의 벽과 공명실 역할을 하는 직사각형의 미세 유체학 채널에서[5], 들어오는 탄성판 반향,으로할 수 있다.형상의 압력파:

1 ( z }=cos

서 kk는 파형 번호입니다.파장의 1D 평면 정재 초음파를 직사각형 마이크로채널의 비점상 유체 에 부유하는 압축성, 구형 및 마이크로미터 크기의 입자(\ a의 경우 방사력에 대한 표현(원거리장 에서의 )ll \ da}을 클릭합니다.

어디에

  • \Phi 음향 콘트라스트 팩터입니다.
  • ~ p p({{p 상대적 압축률입니다
  • ~ \p}}은는)와 주변 \f의 상대 밀도입니다. ~= ® {} = \ / { {f}
  • 음향 에너지 밀도입니다.
  • s ( k) { sin ( 2 kz }는 kz (에 비해 방사력 주기를 2배로 하고 위상 편이를 일으킨다.
  • f{\ 유체 내 음속입니다.

레퍼런스

  1. ^ Palmeri, Mark; Sharma, Amy; Bouchard, Richard; Nightingale, Roger; Nightingale, Kathryn (October 2005). "A finite-element method model of soft tissue response to impulsive acoustic radiation force". IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 52 (10): 1699–1712. doi:10.1109/tuffc.2005.1561624. PMC 2818996. PMID 16382621.
  2. ^ McAleavey, S. A.; Nightingale, K. R.; Trahey, G. E. (June 2003). "Estimates of echo correlation and measurement bias in acoustic radiation force impulse imaging". IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 50 (6): 631–641. doi:10.1109/tuffc.2003.1209550. PMID 12839175. S2CID 12815598. (설명 필요)
  3. ^ Szabo, Thomas L. (2013). Diagnostic ultrasound imaging: inside out (2nd ed.). Academic press. ISBN 9780126801453.
  4. ^ Leighton, T.G.; Walton, A.J.; Pickworth, M.J.W. (1990). "Primary Bjerknes forces". European Journal of Physics. 11 (1): 47. doi:10.1088/0143-0807/11/1/009.
  5. ^ a b Saeidi, Davood; Saghafian, Mohsen; Haghjooy Javanmard, Shaghayegh; Hammarström, Björn; Wiklund, Martin (2019). "Acoustic dipole and monopole effects in solid particle interaction dynamics during acoustophoresis". The Journal of the Acoustical Society of America. 145 (6): 3311–3319. Bibcode:2019ASAJ..145.3311S. doi:10.1121/1.5110303. ISSN 0001-4966. PMID 31255151.
  6. ^ Gor'kov, Lev Petrovich (1961). Forces acting on a small particle in an acoustic field within an ideal fluid (in Russian). Dokl. Akad. Nauk SSSR. pp. 140:1, 88–91.
  7. ^ Yosioka, K.; Kawasima, Y. (1955-01-01). "Acoustic radiation pressure on a compressible sphere". Acta Acustica United with Acustica. 5 (3): 167–173.
  8. ^ Settnes, Mikkel; Bruus, Henrik (2012-01-30). "Forces acting on a small particle in an acoustical field in a viscous fluid". Physical Review E. 85 (1): 016327. arXiv:1110.6037. Bibcode:2012PhRvE..85a6327S. doi:10.1103/PhysRevE.85.016327. ISSN 1539-3755. PMID 22400677. S2CID 35088059.