多体结构和动态的声学操纵

科学领域:

• 声学流体学 声学流体学
• 软物质物理学 软物质物理学
• 非线性动力学是一种非线性动力学.

背景情况:

• 使用强烈超声波对物体的无接触操纵是一个成熟的研究领域.
• 多个粒子之间通过声音介导的相互作用,特别是在近距离和次波长尺度上,研究较少,但提供了丰富的动态.
• 了解这些相互作用对于推进微粒子操纵和组装的应用至关重要.

研究的目的:

• 阐明在子波长尺度上的刚性和可变形颗粒之间的声音介导相互作用的基本机制.
• 为了突出粒子形状对相互作用动态的影响.
• 介绍最近在描述复杂相互作用方面取得的进展,包括非保守的力,非对式增强性和新出现的不稳定性.

主要方法:

• 对粒子的声学强迫的理论分析.
• 研究二次声学散射,Bjerknes力和微流效应.
• 在子波长模式中粒子相互作用的表征.

主要成果:

• 详细介绍了在子波长尺度上的刚性和可变形颗粒的声介导相互作用的详细机制.
• 证明了粒子形状在决定相互作用模式中的重要作用.
• 非保守和非对式的添加贡献,以及不稳定性和活跃波动,具有高声能密度的特征.

结论:

• 在子波长尺度上的粒子之间的声音介导相互作用表现出由声学散射,Bjerknes力和微流驱动的复杂行为.
• 粒子形状是影响这些相互作用的关键因素.
• 像不稳定和活跃波动这样的新兴现象可以在这些大热系统中充当有效的温度,扩大声学操纵的可能性.