Дія сил акустичного випромінювання на рідкі краплі, занурені в рідину

Abstract

Досліджено взаємодію між двома рідкими сферичними краплями, розташованими в іншій рідині, при поширенні плоскої акустичної хвилі вздовж лінії, що з’єднує центри цих крапель. Визначення акустичної радіаційної сили здійснено наступним чином: спочатку розв’язано лінійну задачу дифракції падаючої первинної хвилі на тілах у рідині, далі розраховано гідродинамічні сили, що діють на кожну з рідких краплин, з наступним осередненням цих сил по часу. Для задоволення граничних умов на сферичних поверхнях використано розвинення потенціалів падаючої та відбитої хвиль по сферичних хвильових функціях. За допомогою виведеної аналітичної формули для розрахунку акустичних радіаційних сил встановлено, що напрямок і величина акустичної радіаційної сили можуть змінюватись в залежності від частоти падаючої хвилі.

The interaction of two liquid spherical droplets in another fluid at propagation of a plane acoustic wave along the line connecting the centres of these droplets is investigated. The force of acoustic radiation is determined as follows: first, the linear problem of diffraction of the incident primary wave on bodies in the liquid is solved, then the hydrodynamic forces acting on each of the liquid droplets are calculated, followed by averaging these forces over time. To satisfy the boundary conditions on spherical surfaces, the decomposition of the incident and reflected wave potentials into a series of spherical wave functions is used. By using the obtained analytical formula for calculating the force of acoustic radiation, it is established that the direction and magnitude of the acoustic radiation force can vary depending on the frequency of the incident wave.