超声清洗技术：刚性半球在刚性界面的声作用力解析

"该文是关于超声波在刚性界面上作用的研究，特别是针对刚性半球在超声波清洗场中的应用。作者通过理论推导得出了固态颗粒在超声场中受到的作用力表达式，揭示了力的大小与声波频率、颗粒尺寸及入射方向的关系。该研究为理解理想流体中超声清洗的物理机制提供了理论依据，并为超声清洗技术的优化提供理论支持。" 文章深入探讨了超声清洗技术的科学基础，指出传统声学教材中较少关注声场对物体作用力的计算，使得人们对超声清洗机理的理解停留在直观层面。为了提升超声清洗效果和推动行业进步，作者构建了一个简单的理论模型，考虑了理想流体中刚性工件表面附着物的清洗情况。 在模型中，作者采用了理想流体假设，并且假设工件和附着物表面都是刚性的。以此为基础，参考已有文献中关于理想液体中声场对刚性固定小球作用力的公式，推导出刚性半球在超声波作用下所受力的表达式。这个表达式包含了入射波能量密度、吸收和散射截面等因素，揭示了这些因素如何影响作用力的大小。 在求解过程中，文章首先从平面波的散射场分析开始，设定了入射波的方向和形式，并计算了没有半球时刚性界面的反射声波。接着，通过复杂的数学推导，得到了包含刚性半球的散射场和辐射力的解决方案，从而完整地描述了超声波对半球形颗粒的清洗作用。 文章的贡献在于提供了一种定量分析超声清洗过程的方法，这对于理解和改进超声清洗工艺具有重要意义。通过对超声清洗机理的深入理解，可以优化清洗参数，例如调整声波频率和控制颗粒尺寸，以达到更高效、更精确的清洗效果。此外，这种理论模型也为设计新型的超声清洗设备和技术提供了理论指导，有助于推动超声清洗技术的发展和应用。