多孔球的声辐射力研究

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自从上个世纪有关声辐射力的概念首次出现,与其紧密联系的理论和实际技术日新月异。与此同时,更高的技术需求也被提上日程,尤其是在医疗和工业领域。利用声辐射力损伤小、无接触的特性在声场中操纵微型粒子,用以实现粒子的筛选、移动、捕获,逐渐受到相关学者的关注。本文根据声散射理论,研究了在理想流体中的多孔药物微粒以及粘滞流体中的微粒所受声辐射力情况,这对实际医疗应用的进步有着促进作用。主要内容如下:第一章绪论部分,主要介绍声辐射力的背景、发展历史、近期成就和实际应用。在实际应用这方面,着重介绍了声悬浮、声镊子、声辐射力成像和声流驱动等相关内容。第二章主要在多孔介质理论的基础上,推导出在理想流体中多孔球的声散射和声辐射力公式。利用数值仿真,分析在开闭孔情况下,不同体孔隙率、面孔隙率和药物材料对声辐射力的影响情况,并分析原因。第三章主要介绍了声操控的发展历史、主要应用和最新研究成果。数值仿真出在刚性边界和弹性边界下,充满粘滞血液的血管中,声场的压力、温度、速度、声流的速度和管中声辐射力情况。进一步,利用声辐射力作用于药物微粒上,从而实现其定点释放。第四章主要介绍了声辐射力在医疗上的应用,推导了声波入射粘滞血液中球形微粒的声散射系数。对血液中的球形颗粒的背景声场、散射声场、总声场和声压级进行了仿真。在此基础上,求得粘性流体多孔球的声辐射力情况。第五章主要对全文做了总结,本文主要研究理想流体中的多孔球以及粘滞流体中球形微粒的受辐射力和运动情况,利用软件进行数值仿真,并且对比不同参数对声辐射力的影响。同时,也为未来的研究打下一定基础。
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