超聲近場(chǎng)懸浮穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究及聲場(chǎng)優(yōu)化.pdf

1、超聲近場(chǎng)懸浮(NearFieldAcousticLevitation簡(jiǎn)稱(chēng)NFAL)是一種利用高能量密度的超聲波作用于面密度較小的物體使其在聲源上方一個(gè)波長(zhǎng)高度內(nèi)懸浮的現(xiàn)象。但目前超聲近場(chǎng)懸浮技術(shù)并不成熟，懸浮過(guò)程還不穩(wěn)定，限制了其在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用。本文以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)研究了近場(chǎng)懸浮中懸浮物的穩(wěn)定性以及影響穩(wěn)定性的因素，提出了改善懸浮穩(wěn)定的兩種可行性方法。研究提出了懸浮現(xiàn)象中回復(fù)力的建模方法，對(duì)穩(wěn)定性作出了定量評(píng)價(jià)，主要研究?jī)?nèi)容如下:

2、>　　分析了近場(chǎng)懸浮中處于振動(dòng)盤(pán)與被懸浮物之間的空氣擠壓膜，建立了擠壓膜模型，給出了擠壓膜內(nèi)部聲壓、空氣分子振動(dòng)、內(nèi)部層流流動(dòng)分布規(guī)律，從擠壓膜內(nèi)層流分布引起的粘滯力和懸浮物在聲場(chǎng)中具有的懸浮勢(shì)能兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)近場(chǎng)懸浮中被懸浮物所受回復(fù)力進(jìn)行理論分析，給出被懸浮物可穩(wěn)定懸浮的最大偏心距與回復(fù)力表達(dá)式，為穩(wěn)定性研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　提出應(yīng)用光學(xué)方法對(duì)近場(chǎng)懸浮中被懸浮物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)追蹤，設(shè)計(jì)制作了運(yùn)動(dòng)采集裝置，應(yīng)用自行編寫(xiě)

3、的軟件進(jìn)行位移數(shù)據(jù)提取與處理，對(duì)懸浮過(guò)程中被懸浮物的懸浮狀態(tài)進(jìn)行描述。
　　建立被懸浮物速度、加速度與其在聲場(chǎng)中的位置之間的關(guān)系，給出了近場(chǎng)懸浮中聲場(chǎng)施加在被懸浮物上的回復(fù)力變化規(guī)律，針對(duì)系統(tǒng)具有的遲滯特性，建立回復(fù)力遲滯模型，對(duì)懸浮穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析。解決了目前超聲近場(chǎng)懸浮理論研究與實(shí)驗(yàn)研究缺少聯(lián)系的問(wèn)題，為實(shí)驗(yàn)研究上升到理論研究提供了方法，為理論研究提供了實(shí)驗(yàn)支持。
　　對(duì)聲場(chǎng)中粘滯力的分布、勢(shì)能場(chǎng)的分布與振動(dòng)盤(pán)振動(dòng)分布