驻波声场中圆柱形管道周围颗粒的运动特性

针对圆柱形管道外部的流体与颗粒介质运动问题,提出了结合圆柱周围声辐射力和声流Stokes力的研究方法。从柱体外部声流方程出发,得到影响涡流结构的无量纲参数Rem≥325.27时,外涡最大流速大于内涡最大流速。在此基础上,采用Nyborg的边界滑移速度理论,获得管道外部声流的极限滑移速度,推导得出圆柱附近的声辐射力公式。基于此公式,在理论上推导出颗粒速度为0、声辐射力和声流Stokes力平衡时,颗粒临界直径的表达式。通过对圆柱位于不同位置时,圆柱外部的颗粒运动进行仿真模拟,得到与理论公式相一致的结论:颗粒的临界直径的大小与声波频率有关,当颗粒直径小于临界直径时,声流Stokes力为主导,颗粒随声流运动,颗粒直径大于等于临界直径时,声辐射力为主导,颗粒在声辐射力作用下逐渐向声辐射力的节点聚集。理论与仿真结果表明该方法可用于分析管道外颗粒的分布状态,其研究结果有助于解决电站中换热器的管道结垢、热交换率降低等问题。     

驻波声场中悬浮临界密度及稳定性研究

本文以声场中物体为研究对象,理论上得到行波和驻波场中的声辐射压力方程.在驻波声场中引入临界悬浮密度概念,可作为物体能否在非线性声场中悬浮的判据,同时给出谐振腔移动速度的最大范围.更进一步,以实验参数作为数值计算的输入来指导实验,并结合实验结果讨论了驻波声场中样品密度和大小、发射面和反射面形状以及两者之间的距离、反射面的尺寸等因素对物体悬浮稳定性的影响,发现当物体尺寸和密度确定时,调控好谐振腔的长度,增加波腹处的声压是提升声悬浮稳定性的有效手段.     

可吸入颗粒物在驻波声场中运动的可视化研究

采用可视化实验的方法,拍摄可吸入颗粒在驻波声场中的运动轨迹.根据拍摄结果,分别采用标尺测量、颗粒重力沉降特性和声波夹带特性计算颗粒粒径.实验表明,可吸入颗粒在声团聚室中受到声波夹带、重力作用和粘性力的影响.计算结果说明,利用声波夹带特性可以准确计算颗粒粒径,颗粒的漂移现象是由漂移力引起.     

声场中的驻波模拟

本文以惠威中国消音室为案例,研究了三维长方体空间内驻波方程及对应空间的频率条件,用Matlab模拟驻波图样并计算出人的听觉范围内所有能产生驻波的频率值,为室内声学和虚拟声学研究提供了参考指标.     

基于分形理论的驻波声场中颗粒团运动特性数值预测*

基于分形理论,建立驻波声场中颗粒团动力学模型,对颗粒团的夹带系数、相位滞后和漂移系数进行数值预测。将预测结果和实验进行对比,二者吻合良好。在此基础上,研究了组成颗粒团的原生颗粒半径、数目以及排列情况对于颗粒团运动特性参数的影响。结果表明,对于由两个原生颗粒组成的颗粒团,原生颗粒半径越接近,颗粒团与等体积球形颗粒运动特性的差异越大;在分形维数一定时,随着原生颗粒数目的增多,颗粒团的夹带系数减小,相位滞后增加,漂移系数先增大后减小,颗粒团与等体积球形颗粒的动力学行为存在显著差异;原生颗粒排列趋于致密时,颗粒团的夹带系数增大,相位滞后减小,漂移系数发生单调变化,与等体积球形颗粒运动特性的差异缩小。     

声频下驻波管中微粒的悬浮现象及其相位多普勒测量

本文在声频信号下发现驻波管底部的微小颗粒群在一定声场强度下会腾空而起，在管中形成稳定的悬浮层。通过相位多谱勒（PDA）测量发现，只有粒径在一定范围内的颗粒才能稳定悬浮在管中，且颗粒悬浮层中颗粒的粒径按一定的高度规律分布，这一结果在粉尘颗粒分离，分级中有广阔的应用前景。     

驻波能量流动特性的一个教学方案

通过计算弹性棒中纵向驻波的能流密度 ,给出驻波中能量的流动特性     

用声波扩散改善清洗场中(小功率)声场的均匀性

本文使用亚甲基蓝水溶液经超声辐照,在铜版纸上真实记录了声场分布,实验中,通过设计新的清洗槽,达到改善声场分布的目的,实验结果表明,声场分布与容器的形状有关,同时也表明了扩散场比驻波场具有利于超声清洗。     

驻波演示仪的制作

针对驻波的运动特点和特殊的运动规律,进行了驻波演示仪的设计和制作,非常直观、形象地表现了驻波的运动规律。本文介绍了驻波演示装叠的原理、制作方法及演示效果。     

驻波能量流动特性的一个教学方案

通过计算弹性棒中纵向驻波的能流密度,给出驻波中能量的流动特性。     

声驻波场中空化泡的动力学特性

以水为工作介质, 考虑了液体的可压缩性, 研究了驻波声场中空化泡的运动特性, 模拟了驻波场中各位置处空化泡的运动状态以及相关参数对各位置处空化泡在主Bjerknes力作用下运动方向的影响. 结果表明: 驻波声场中, 空化泡的运动状态分为三个区域, 即在声压波腹附近空化泡做稳态空化, 在偏离波腹处空化泡做瞬态空化, 在声压波节附近, 空化泡在主Bjerknes 力作用下, 一直向声压波节处移动, 显示不发生空化现象; 驻波场中声压幅值增加有利于空化的发生, 但声压幅值增加到一定上限时, 压力波腹区域将排斥空化泡, 并驱赶空化泡向压力波节移动, 不利于空化现象的发生; 当声频率小于初始空化泡的共振频率时, 声频率越高, 由于主Bjerknes 力的作用将有更多的空化泡向声压波节移动, 不利于空化的发生, 尤其是驻波场液面的高度不应是声波波长的1/4; 当声频率一定时, 空化泡初始半径越大越有利于空化现象的发生, 但当空化泡的初始半径超过声频率的共振半径时, 由于主Bjerknes力的作用将有更多的空化泡向声压波节移动, 不利于空化的发生.     

激光驻波场中钠原子沉积图样的理论研究

原子在近共振激光驻波场中受光的作用力汇聚沉积，形成以激光半波长为周期的光栅结构. 利用半经典模型对钠原子束在不饱和驻波场中的运动行为进行了理论研究，用数值方法模拟出在考虑横向温度、纵向速度和自由飞程后钠原子沉积的光栅结构，通过半高宽、对比度对最终沉积图样进行表征，分析了这些因素对沉积的影响，为正在开展的原子光刻实验提供了必要的理论依据. 关键词： 原子沉积 半经典模型 激光驻波场     

沟道效应作用下中性原子在激光驻波场中的沉积特性研究

基于半经典理论,建立了中性原子与激光驻波场相互作用的模型,分析了中性原子在激光驻波场沟道效应作用下运动轨迹及沉积特性,探讨了球差、色差和原子束发散角对沉积条纹的影响. 得到了上述三种影响因素下纳米光栅的半高宽分别为0.532,12.16,96.70 nm. 仿真结果表明,随着原子束发散角度的增加,沉积条纹的对比度将会下降,当原子束发散角分别为0.1 mard时,其对比度为85.2：1,发散角为0.3 mrad时,条纹对比度为5.33：1,而当发散角增加至0.5 mrad以上时,沉积条纹将会出现分裂现象,导致条纹的恶化. 关键词： 激光驻波场 纳米光栅 沟道效应     

超声驻波波面的激光相关成像

本文利用傅氏光学概念分析激光通过声驻波后的远场光场,不但被分解成空间频谱,而且在空间频谱中又有时间频谱。以此为依据,分析了超声驻波成稳定像的原理和过程:通过时间互相关过程,得出不同空间频谱中同时间频率光的非零相关值;再由不同时间频率的非相干光进行强度线性叠加,最后形成超声驻波波面的稳定像。从而澄清了声驻波成像中的一些理论上的混淆,找到了成像的新途径,实验上也得到了证实。     

平面行波场中多个粒子受到的声辐射力*

从粒子在行波场中的声散射出发,研究当声场中存在稀疏分布的多个粒子时粒子受到的声辐射力,并且给出了适用于声场中任意位置的粒子声辐射力计算公式。由于声辐射力为非线性力,当声场中存在多个粒子时,直接计算粒子受到的声辐射力非常复杂。结果表明,当声场中存在多个稀疏分布的粒子时,这一多粒子系统可以视为多个单独的双粒子系统的叠加,只需要分别计算各个双粒子系统的声辐射力就可以通过叠加得到声场中任意粒子的声辐射力。这一结果有助于利用声辐射力对微小粒子进行精细操控。     

激光驻波场中Cr原子运动轨迹与汇聚沉积的分析

利用半经典模型，从铬原子在激光驻波场中的运动方程出发，通过数值解方法模拟了铬原子在驻波场中的运动轨迹，并分析了原子的纵向速度分布和准直程度及球差对沉积条纹结构的影响，同时也讨论了基片摆放位置对沉积条纹结构的影响，并通过实验得到了纳米光栅条纹结构. 关键词： 激光驻波场 原子沉积 运动轨迹 沉积分布     

光束穿过超声驻波及行波后的相干现象显示技术

提出了一种光通过超声驻波及超声行波后能产生高衬比度相干条纹的新术,利用超声驻波调制光束与超声行波作用后的相关衬比度来选定相干波束.从理论上分析了其相关叠加的结果,并在实验中得到了证实.     

固体板中超声驻波场的高阶光弹条纹

利用动态光弹法观测了超声波在固体板内多次反射形成的驻波。通过相干叠加增大声波应力,使得动态光弹实验中偏振光的相位变化大于一个周期,从而观测到固体内超声波由行波转化为驻波的过程,并对高阶干涉条纹反映的驻波场特性进行了讨论。通过对声波应力进行定量测量,评估了固体板中超声驻波的激发效率。本文的工作为利用动态光弹法研究透明固体中的高强度声波提供了一种可行的方法。     

The nonlinear standing wave inside the space of liquid

Based on the basic equations of hydrodynamics, the nonlinear acoustic wave equation is obtained. By taking into account the boundary condition and properties of nonlinear standing wave, the equation is solved through perturbation method, and the stable expressions of fundamental wave and second harmonic are presented. The sound pressures in an ultrasonic cleaner are measured by hydrophones, and the relationship between the received voltages of hydrophones and the output voltages of the ultrasonic generator ...