Theoretical study of time-dependent, ultrasound-induced acoustic streaming in microchannels.

微通道 材料科学 声波 声学 超声波 微流控 超声波传感器 微气泡
作者
Peter Barkholt Muller,Henrik Bruus
出处
期刊:Physical Review E [American Physical Society]
卷期号:92 (6): 063018-063018 被引量:36
标识
DOI:10.1103/physreve.92.063018
摘要

Based on first- and second-order perturbation theory, we present a numerical study of the temporal buildup and decay of unsteady acoustic fields and acoustic streaming flows actuated by vibrating walls in the transverse cross-sectional plane of a long straight microchannel under adiabatic conditions and assuming temperature-independent material parameters. The unsteady streaming flow is obtained by averaging the time-dependent velocity field over one oscillation period, and as time increases, it is shown to converge towards the well-known steady time-averaged solution calculated in the frequency domain. Scaling analysis reveals that the acoustic resonance builds up much faster than the acoustic streaming, implying that the radiation force may dominate over the drag force from streaming even for small particles. However, our numerical time-dependent analysis indicates that pulsed actuation does not reduce streaming significantly due to its slow decay. Our analysis also shows that for an acoustic resonance with a quality factor Q, the amplitude of the oscillating second-order velocity component is Q times larger than the usual second-order steady time-averaged velocity component. Consequently, the well-known criterion v(1)≪c(s) for the validity of the perturbation expansion is replaced by the more restrictive criterion v(1)≪c(s)/Q. Our numerical model is available as supplemental material in the form of comsol model files and matlab scripts.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
魔幻的凝荷完成签到,获得积分20
2秒前
孤独兰发布了新的文献求助50
2秒前
iris发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
yyyg完成签到,获得积分10
3秒前
脑洞疼应助小y要读书采纳,获得10
3秒前
Ehassup完成签到,获得积分10
3秒前
惕守完成签到,获得积分10
3秒前
Pupil发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Lucas应助乐观的颦采纳,获得10
4秒前
shlin完成签到,获得积分10
5秒前
王焕玉完成签到,获得积分10
6秒前
求助人员发布了新的文献求助10
6秒前
Yan完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
手抖的粉恐龙完成签到,获得积分10
8秒前
wzj发布了新的文献求助10
8秒前
科研发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
飘逸问萍完成签到 ,获得积分10
9秒前
Jerry完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Owen应助专注醉蓝采纳,获得10
12秒前
棒棒羊完成签到,获得积分10
13秒前
wuxunxun2015发布了新的文献求助30
13秒前
沿途有你完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助Ai_niyou采纳,获得10
13秒前
首页完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
开心成仁发布了新的文献求助10
14秒前
poly完成签到,获得积分10
14秒前
WFZ完成签到,获得积分10
14秒前
江林发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
hp发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5604322
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4689080
关于积分的说明 14857878
捐赠科研通 4697618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541249
邀请新用户注册赠送积分活动 1507374
关于科研通互助平台的介绍 1471874