شناگر آکوستیکی خودتحریک و مقایسه عملکرد با شناگرهای معادل هیدرودینامیکی: مدل کروی در شرایط رینولدز پایین

در این مقاله مدلی ساده، انجام پذیر و پرکاربرد برای شناگر آکوستیکی خود تحریک کروی شکل که قسمتی از سطح آن می تواند در حالت دوقطبی (مد اول ارتعاشی) نوسان کند، توسعه داده شده است. با توجه به اثرات آکوستیک غیرخطی، برآیند نیروی ارتعاشی آکوستیکی که روی جسم اعمال می شود به صورت تحلیلی به دست آمده و غیرصفربودن آن نیز تایید شده است. با درنظرگرفتن اثرات هیدرودینامیکی در شرایط کاری رینولدز پایین، تاثیر زاویه قسمت فعال و فرکانس کاری روی نیرو، سرعت و توان مورد نیاز شناگر مورد بحث قرار گرفته است. نشان داده شده است که سرعت حرکت شناگر توسعه یافته در مقایسه با انواع شناگرهای مصنوعی یا طبیعی راضی کننده است. چالش هایی نظیر پدیده حرکت تصادفی به دلیل وجود نویزهای اتفاقی در محیط میزبان مورد بحث قرار گرفته شده است و نشان داده شده که مدل پیشنهادی می تواند به پدیده شایع حرکت براونی غلبه کند. به دلیل ساده بودن مدل پیشنهادی که منجر به محاسبه تحلیلی ویژگی های شناگر (نظیر نیرو، سرعت و غیره) شده است، این پژوهش می تواند برای توسعه جابه جایی های دقیق بدون تماس اجسام، سیستم های توزیع و حمل دارو، تکنولوژی به دام انداختن حامل های اکتیو و دستگاه های قابل کنترل خود تحریک که در بسیاری از زمینه های مهندسی و پزشکی، حائز اهمیت هستند مورد توجه قرار گیرد.

Keywords:

Acoustical Swimmer , Self-Activated , Low Reynolds Number , شناگر آکوستیکی , خودتحریک , عدد رینولدز پایین