Abstract

Acoustic radiation force effect upon a rigid spherical particle placed in the thin elastic tube is studied. The problem of determination of the acoustic radiation forces acting on an obstacle in an ideal liquid is formulated with respect to the Lagrange coordinate system. Thus, the radiation pressure is defined as time-averaged value of the acoustic pressure over the obstacle surface. This approach is adequate if, at determining of the acoustic pressure in a fluid, the deviation of the pressure from the harmonic law in time domain is taken into account in the obstacle vicinity. An action of the acoustic radiation force on the rigid spherical particle placed in the thin tube with elastic wall is studied here for the case of the incident plane sound wave propagating along the tube axis. Model is developed to describe the response of the system consisting of the compliant infinite thin circular cylindrical tube filled with the ideal compressible liquid and rigid spherical body which is immovable and located on the tube axis under the plane wave propagating along the tube axis. The problem of the hydrodynamic characteristics determination is reduced to the solution of the infinite system of algebraic equations that can be solved by the reduction method. The formula for the acoustic radiation force calculation is derived to characterize the force acting upon rigid spherical particle in the thin compliant elastic cylindrical tube.

Highlights

  • Determination of acoustic radiation acting on a spherical rigid particle placed in an elastic tube filled with liquid

  • Acoustic radiation force effect upon a rigid spherical particle placed in the thin elastic tube is studied

  • An action of the acoustic radiation force on the rigid spherical particle placed in the thin tube with elastic wall is studied here for the case of the incident plane sound wave propagating along the tube axis

Read more

Summary

Постановка задачі дифракції та її розв’язування

Розглядаємо поширення у вузькій циліндричній трубі плоскої поздовжньої звукової хвилі. Постановку лінійної задачі першого етапу дослідження – виведення потенціалів хвильового поля в трубі – сформулюємо при умові, що властивості рідини, а також механічні властивості труби поздовжньо однорідні. В трубі знаходиться тверда сферична частинка радіусу d з центром на осі труби. Потенціал хвильового поля в трубі формується в результаті інтерференції первинної хвилі і хвиль, розсіяних на твердій сфері і відбитих від стінки трубки. В результаті потенціал хвильового поля в трубці має наступний вигляд:. Знаходження потенціалів цих хвиль зводиться до розв’язування багатозв’язної лінійної задачі дифракції первинної хвилі на твердій сфері і на внутрішній поверхні податливої (еластичної) трубки – розв’язування знерозміреного лінійного хвильового рівняння (6). Оскільки рідина знаходиться в трубі, то потенціал cyl відбитої від внутрішньої поверхні труби хвилі повинен бути обмеженим: cyl const якщо R 0. Рівняння (6) із умовами (7)–(10) формують постановку задачі визначення потенціалів поля швидкості в податливій трубці

Побудова потенціалів хвильового поля в податливій вузькій трубці
Визначення радіаційної сили
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call