Yadav Saurabh, Gupta Arpan «Lateral Movement of Particles in a Levitating Acoustic Field» Акустический журнал, 70, № 4, с. pp635-640 (2024)

Acoustic levitation is an interesting technique used for levitating small objects/materials using sound waves. In this study, lateral movement of levitating particles is demonstrated experimentally and numerically. The method can simultaneously move multiple particles and the paper demonstrates levitation for three particles. Initially, an ultrasonic tweezer with a resonance frequency of 40 kHz is used to levitate three particles of average weight of 0.15 mg each. The experimental design is based on numerical simulation. Further, the levitated particles are moved in a lateral direction using two ultrasonic tweezers setup by manipulating the phase of one of the tweezers using Arduino Nano. As evident by simulations, the movement takes place due to the interference of waves leading to the movement of pressure node. The lateral movement of particles can be controlled and even reversed by changing the phase difference.

Казачек М.В., Гордейчук Т.В. «Особенности сонолюминесценции атомарного натрия в процессе пузырькового коллапса в кавитационном облаке методом время-корреляционного счета одиночных фотонов» Акустический журнал, 70, № 4, с. 499-506 (2024)

Корреляционным методом измерена длительность вспышек многопузырьковой сонолюминесценции водного раствора NaCl вдоль спектрального диапазона 300–800 нм. Длительность вспышки имела максимальное значение 21 нс в области спектра, непосредственно прилегающей к пику D-линии Na (589 нм), и уменьшалась до 2 нс по мере удаления от пика линии. Полученная зависимость длительности вспышки от длины волны согласуется с динамической моделью формы линии Na, предложенной нами ранее, где спектральные ширина и сдвиг линии определяются быстрым изменением плотности излучающей среды в процессе пузырькового коллапса. Корреляционным методом определена последовательность вспышек металла и континуума и измерена относительная задержка между ними. Результаты показали, что свечение Na более длительное, чем континуума, происходило почти симметрично во времени вокруг вспышки континуума с исчезающе малой задержкой 0.21 нс после континуума. Аналогичным методом для водного раствора CeCl₃ получено, что вспышка линии церия (350 нм) происходила после континуума с задержкой 31 нс, что близко к времени жизни люминесценции Ce 33 нс, и указывает на существенное различие механизмов высвечивания Na и Ce при многопузырьковой сонолюминесценции.

Кедринский В.К., Черевко А.А. «Динамика сферической полости в кавитирующей жидкости с непрерывно изменяющейся концентрацией кавитационных зародышей» Акустический журнал, 70, № 4, с. 507-516 (2024)

Получено уравнение и впервые решена задача о динамике формирования и излучения квазипустой пульсирующей сферической полости в кавитирующей жидкости с влиянием изменяющейся скорости звука в зоне кавитации и концентрации кавитационных зародышей. Данные по динамике полости, по излучению и скорости схлопывания для спектра значений внутреннего начального давления показали, что при максимальной концентрации газовой фазы пульсации отличаются степенью сжатия. Они имеют практически одинаковый характер – после первого схлопывания совершается только один полупериод с выходом на различные постоянные равновесные радиусы. Условие равенства давления в зоне кавитации и внутри сферической полости на ее границе позволило впервые установить динамическую связь объемной концентрации (скорости звука) в зоне кавитации с радиусом сферической полости. При расчете и построении решения меняется условие, согласно которому начальный размер полости принимает значение, соответствующее величине начального давления. Построены зависимости амплитуды излучения по всему диапазону прилагаемых давлений. Оказалось, что амплитуда излучения увеличивается на 5 порядков при изменении начального давления в полости на 3 порядка с 10^–2 до 10^–5 атм.

Boqiang Z., Qiangqiang Z., Qingwen H., Tianpai F., Gao X., Xin J. «Bandgap Mechanism of Phonon Crystals Coupled to Acoustic Black Holes» Акустический журнал, 70, № 3, с. pp453-464 (2024)

In this study, phonon crystal structures embedded in acoustic black holes are discussed. The low-frequency band gap is widened by exploiting the low-frequency, broadband and multimode properties of the acoustic black hole. The energy band properties of the acoustic crystal structure embedded in an acoustic black hole are calculated by means of a finite element method. The mechanism of band gap generation is investigated. The vibration transfer characteristics of finite period structures are analyzed. The influence of the structural parameters of the acoustic black hole is analyzed. The results show that the acoustic crystal structure embedded in an acoustic black hole has multiple band gaps in the 500 Hz band and the band gap coverage is increased to 45.18%. The starting bandgap is 16.10% lower than before embedding in the acoustic black hole and the width of the first bandgap expands to 173.03% of that before embedding in the acoustic black hole. The onset and termination frequencies of the first band gap are mainly determined by the vibrational modes of the scatterer and the acoustic black hole structure. The vibrational transfer of the finite period structure is analyzed and shows good damping characteristics in the bandgap interval. Finally, vibration experiments verify the vibration damping effect of the proposed coupled acoustic black hole phononic crystal, and the relevant findings of this paper can be used in the vibration damping design of plate structures, enriching the experience of research related to acoustic black holes.

Ибрагимов Э.С., Пиляк Ф.С., Куликов А.Г., Марченков Н.В., Писаревский Ю.В., Калоян А.А., Першин Ю.А., Глазунова Ю.А., Демин С.А., Южалкин А.С., Пашков С.С., Черпухина Г.Н. «Исследование пространственного распределения деформаций в кварцевых пьезоэлементах методом рентгеновской топографии» Акустический журнал, 70, № 3, с. 58-66 (2024)

Методом рентгеновской топографии на лабораторном и синхротронном источниках рентгеновского излучения получены распределения деформаций в объеме двух типов кварцевых резонаторов АТ-среза, различающихся соотношениями размеров. Из сравнения рентгенотопографических данных и амплитудно-частотных характеристик резонаторов установлено соответствие между деформационными картинами и особенностями колебательных процессов для рабочих мод и их гармоник, а также для колебаний на паразитных модах. Обнаружена связь между колебаниями на паразитных модах, проявляющимися в виде неоднородности амплитуды, и топологией резонаторов. Отмечена прикладная значимость полученных результатов для разработки и оптимизации новых конструкций пьезоэлементов и развития технологии их изготовления.