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Estudo da força de radiação acústica em patículas produzida por ondas progressivas e estacionárias (2010)

  • Authors:
  • USP affiliated author: ANDRADE, MARCO AURÉLIO BRIZZOTTI - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PME
  • Subjects: ONDAS; ACÚSTICA; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
  • Language: Português
  • Abstract: O objetivo deste trabalho é estudar o fenômeno da força de radiação acústica em esferas. A força de radiação acústica pode ser gerada tanto por ondas progressivas como por ondas estacionárias. No entanto, as aplicações envolvendo o uso de força de radiação acústica utilizam predominantemente ondas estacionárias. Neste trabalho o estudo da força produzida por ondas estacionárias é aplicado na análise de um levitador acústico e o estudo da força de radiação acústica por ondas progressivas é feito visando a futura construção de um separador acústico. Neste trabalho é utilizado o método dos elementos finitos para simular o comportamento de um levitador acústico. Primeiramente, é feita a simulação de um levitador acústico que consiste de um transdutor de Langevin com uma face de emissão plana que opera na freqüência de aproximadamente 20 kHz e um refletor plano. O método dos elementos finitos é utilizado para determinar a impedância elétrica do transdutor, o deslocamento da face do transdutor e o potencial acústico que atua numa esfera pequena. A impedância elétrica determinada numericamente é comparada com a medida experimentalmente a partir de um analisador de impedância elétrica e o deslocamento da face do transdutor é comparada com a medida por um vibrômetro de fibra ótica. O potencial acústico determinado pelo método dos elementos é verificado experimentalmente colocando pequenas esferas de isopor no levitador. O experimento mostra que as posições de levitaçãodas esferas coincidem com as posições de mínimo potencial acústico determinado pelo método dos elementos finitos. Depois de verificar o modelo numérico, o método dos elementos finitos é utilizado na otimização de um levitador acústico composto de um refletor côncavo e um transdutor com face de emissão côncava. ) Os resultados numéricos mostram que a força de radiação acústica no novo levitador é aumentada em 604 vezes quando comparada com o levitador composto de um transdutor com face plana e refletor côncavo. Este trabalho também apresenta um modelo numérico para determinar a trajetória de partículas esféricas na presença de uma onda de ultra-som progressiva. O modelo assume que as seguintes forças atuam na partícula: gravidade, empuxo, forças viscosas e força de radiação acústica devido a uma onda progressiva. Com o objetivo de não restringir o tamanho das partículas que podem ser utilizadas no modelo é empregada uma equação empírica do coeficiente de arrasto, válida para uma grande faixa de número de Reynolds. O modelo proposto requer a distribuição de pressão gerada pelo transdutor de ultra-som. A distribuição de pressão é medida experimentalmente utilizando um hidrofone calibrado. A verificação do modelo é feita soltando-se pequenas esferas de vidro (com diâmetros da ordem de 500 mm) em frente a um transdutor de ultra-som de 1 MHz e 35 mm de diâmetro. Quando as partículas passam em frente ao transdutor, elas são empurradas para frente
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 28.01.2010
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    How to cite
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    • ABNT

      ANDRADE, Marco Aurélio Brizzotti; ADAMOWSKI, Júlio Cezar. Estudo da força de radiação acústica em patículas produzida por ondas progressivas e estacionárias. 2010.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-11082010-164959/ >.
    • APA

      Andrade, M. A. B., & Adamowski, J. C. (2010). Estudo da força de radiação acústica em patículas produzida por ondas progressivas e estacionárias. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-11082010-164959/
    • NLM

      Andrade MAB, Adamowski JC. Estudo da força de radiação acústica em patículas produzida por ondas progressivas e estacionárias [Internet]. 2010 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-11082010-164959/
    • Vancouver

      Andrade MAB, Adamowski JC. Estudo da força de radiação acústica em patículas produzida por ondas progressivas e estacionárias [Internet]. 2010 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-11082010-164959/


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