Força de radiação acústica sobre uma pequena partícula fluida, suspensa em um fluido ideal

Quando aplicado um campo acústico em um fluido contendo partículas suspensas, a interação do campo com as partículas gera uma força denominada força de radiação acústica, as partículas são afetadas devido a essa força, possibilitando assim a manipulação de partículas sem contato, a partir de ondas de ultrassom. Devido as aplicações em manipulação de partícula sem contato, a força de radiação acústica tem despertado a atenção da comunidade científica. Neste trabalho, vamos investigar teórica e numericamente a força de radiação acústica sobre pequenas partículas fluidas suspensas em um fluido ideal gerada por uma onda plana progressiva, onda plana estacionária e um feixe de Bessel. Faremos isto a partir do estudo teórico e solução do fenômeno de espalhamento acústico no limite de Rayleigh (𝑎 ≪ 𝜆), via método de ondas parciais usando o software Wolfram Mathematica. Os resultados, podem ser úteis no estudo de manipulação de partículas, assim como no desenvolvimento de dispositivos para a manipulação de partículas. 

When an acoustic field is applied to a fluid containing suspended particles, the interaction of the field with the particles generates a force called the acoustic radiation force, the particles are affected due to this force, thus making it possible to manipulate contactless particles from ultrasound.  Due to the applications in contactless particle manipulation, the acoustic radiation force has attracted the attention of the scientific community. In this work, we will theoretically and numerically investigate the acoustic radiation force on small fluid particles suspended in an ideal fluid generated by a plane traveling wave, plane stationary wave and a Bessel beam. We will do this from the theoretical study and solution of the acoustic scattering phenomenon at the Rayleigh limit (𝑎 ≪ 𝜆), via partial wave method using the Wolfram Mathematica software. The results can be useful in the study of particle manipulation as well as in the development of particle manipulation devices.