شبيه سازي حركت ميكروذرات در نتيجه نيروي تابش آكوستيك در ميدان آكوستيكي متغير

كارشناسي ارشد

كنترل جبهه موج آكوستيك كابردهاي صنعتي و پزشكي فراواني از قبيل شناسايي غير مخرب، درمان غدد، تصويربرداري و دارورساني دارد. روشهاي متعددي نيز براي كنترل هرچه بهتر امواج آكوستيك از قبيل استفاده از هايفو، فراماده صوتي، لنزهاي آكوستيك و آرايه هاي پيزوالكتريك پيشنهاد گرديده است. در اين بين، يكي از بهترين روشها كه قابليت انعطاف در كنترل جبهه موج را به موازات كارايي بالا دارد آرايه هاي پيزوالكتريك است كه قادر به توليد و كنترل انواع جبهه هاي موج صوتي ميباشد. در اين تصقيق نخست به طراحي و شبيه سازي آرايه فازي اولتراسونيك با مولدهاي صوتي پيزوالكتريك در سيال آبي با هدف متمركز كردن جبهه موج صوتي پرداخته شده است. از ماده زيركونات تيتانات سرب براي آرايه پيزواكتريك و ماده آكريليك به عنوان بافر موج استفاده شده است بطوريكه باعث افزايش كارايي افزاره طراحي شده گرديده است. سپس عوامل موثر در كيفيت جبهه متمركز شده را مورد بررسي قرار داده بطوريكه در تحليل هاي زماني به اين نتيجه رسيده ايم كه هرچه تعداد آرايه ها بيشتر و انصراف عرض پالس گوسي از مقدار بهينه كمتر باشد شاهد موثرترين تمركز موج صوتي خواهيم بود. در مرحله بعد به بررسي فركانسي مسئله تمركز جبهه موج صوتي پرداخته و با بررسي پارامترهاي موثر در طراحي افزاره با فركانس 5/2 مگاهرتز همت گماشته ايم. در آخر با استفاده از نيروي صوتي تابشي ايجاد شده توسط جبهه متمركز اقدام به كنترل ميكروذره پلي استرين شده است. اين نيرو در اثر گراديان فشار صوتي بين نقطه تمركز و ساير نقاط سيال حاصل ميشود. بيشينه جابجايي ذره با قطر 5 مايكرون برابر با 46/0 ميليمتر ميباشد كه با 4 مرحله جابجايي اين مقدار به 84/1 ميليمتر به سمت راست يا چپ ميتواند افزايش يابد. لازم به ذكر است كه جبهه موج تخت (غيرمتمركز) قادر به جابجايي ذرات با قطر بزرگ حدود 50 ميكرون خواهد بود درحالي كه افزاره طراحي شده ميتواند اين قطر را تا 5 ميكرون كاهش دهد كه نويدبخش استفاده از اين تكنيك در داروساني ميباشد.

195250

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

دكتر سياوش كاظمي راد