شبيه‌سازي هدايت ذرات با نيروي تابش آكوستيك ناشي از آرايه¬هاي فازي اولتراسونيك

كارشناسي

كنترل امواج آكوستيك كاربردهاي صنعتي و پزشكي فراواني مانند تست هاي غيرمخرب، تصويربرداري و دارورساني دارد. روش هاي متعددي نيز براي بهبود كنترل اين امواج مانند استفاده از هايفو، فراماده صوتي، لنزهاي آكوستيك و آرايه هاي پيزوالكتريك پيشنهاد گرديده است. تمامي روش ها بركنترل فاز جبهه‌ي موج استوار مي باشند. در اين بين، يكي از بهترين روش ها كه قابليت كنترل امواج را با كارايي بالا دارا است، انواع آرايه هاي پيزوالكتريك مي باشد. در اين پروژه، شبيه سازي پيشروي و انواع برهم‌كنش امواج اكوستيك حاصل از تحريك المان‌هاي پيزوالكتريك يك آرايه‌ي فازي خطي اولتراسونيك در سيال آب صورت گرفته است. ابتدا آرايه‌اي از المان‌هاي پيزوالكتريك از جنس زيركونات تيتانات سرب شبيه‌سازي شد. هم‌چنين از لايه‌اي به جنس پلاستيك آكريليك به‌عنوان بافر بهره برده شد تا شدت امواج را كاهش دهد. پس از آن در حوزه‌ي زمان و فركانس، به مسئله‌ي تمركز و ديگر برهم‌كنش‌هاي جبهه‌ي موج در فركانس نمونه‌ي 2.5 مگاهرتز پرداخته شد. پس از آن اثر پارامترهاي گوناگون بر مسئله بررسي گرديد و مشخص گرديد پارامترهاي پهناي المان پيزوالكتريك، ضخامت المان پيزوالكتريك و فاصله‌ي بين مراكز دو المان پيزوالكتريك با فشار آكوستيك كل در نقطه‌ي تمركز رابطه‌ي كلي مستقيم يا معكوس ندارد. به‌عبارت ديگر براي اين پارامترها مي‌توان حد بهينه‌اي پيدا نمود. درحاليكه براي پارامترهاي فاصله‌ي كانوني از مركز آرايه و زاويه‌ي هدايت امواج اين رابطه معكوس بوده و براي پارامترهاي پهناي سيگنال ولتاژ تحريك، فركانس و تعداد المان‌هاي پيزوالكتريك اين رابطه مستقيم است.

196687

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر سياوش كاظمي راد