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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/4748
Tipo: | Dissertação |
Título: | Theoretical analysis of the difference – frequency generation in nonlinear Rayleigh seattering of acoustic beams |
Título(s) alternativo(s): | Análise teórica da geração diferença de freqüência em espalhamento de Rayleigh não lineares de feixes acústicos |
Autor(es): | Melo, Anderson Bandeira de |
Primeiro Orientador: | Silva, Glauber José Ferreira Tomaz da |
metadata.dc.contributor.referee1: | Lima, Rodrigo de Paula Almeida |
metadata.dc.contributor.referee2: | Carneiro, Antonio Adilton |
Resumo: | Neste trabalho, é analisado teoricamente a geração de diferença de freqüência (DF) de duas ondas acústicas por uma esfera no limite de Rayleigh. Uma série de multipolos é derivada para a pressão espalhada da DF no campo distante aplicando o método de aproximações sucessivas e técnica de função de Green para a equação de onda não-linear de Westervelt. No limite de Rayleigh, a série contêm apenas momentos de monopolo, dipolo e quadrupolo. Estes momentos dependem da interação não-linear da onda primária incidente e das ondas espalhadas. Os resultados teóricos são obtidos para o caso de interseção de duas ondas planas localizadas dentro de uma região espacial esférica. O raio da região de interseção é assumido como sendo muito menor do que a distância a partir do espalhados para o ponto de observação (distância radial). Uma configuração similar ao encontrado no método de imageamento de vibro-acustografia. Os padrões diretivos do campo espalhado de DF são ilustrados para interseção de ondas planas a 0º; 45º; 90º; e 180º. A frequência-central e a DF são 1:5MHz e 50 kHz, respectivamente, enquanto que o raio do espalhador é de 0:125mm. Essas frequências são tipicamente usadas em vibro-acustografia. O comportamento da pressão espalhada de DF é também analisado para duas ondas planas colineares variando a distância radial a partir do espalhador, da frequênciacentral e DF. Os resultados indicam que a interação das ondas primárias espalhadas é o principal processo que explica a geração de diferença de frequeência para a maioria das combinações escolhidas neste trabalho. Baseado nesta conclusão, também é discutida o processo de geração de DF em vibro-acustografia. |
Abstract: | In this work, the difference-frequency (DF) generation in the scattering of two acoustic waves by a sphere in the Rayleigh limit is theoretically analyzed. A multipole series is derived for the DF scattered pressure at the farfield by applying the method of successive approximation and the Green’s function technique to the Westervelt’s nonlinear wave equation. In the Rayleigh limit, this series has only the monopole, dipole, and quadrupole moments. These moments depend on the nonlinear interaction of the primary incident and scattered waves. Theoretical results are obtained for the case of two intersecting plane waves localized within a spherical spatial region. The radius of the interaction region is assumed to be much smaller than the distance from the scatterer to observation point (radial distance). A similar configuration is found in vibro-acoustography imaging system. The directive patterns of the DF scattered field are illustrated for plane waves intersecting at 0º; 45º; 90º; and 180º. The center- and differece-frequencies of the waves are 1:5MHz and 50 kHz, respectively, while the spherical scatterer radius is 0:125mm. These frequencies are typically used in vibro-acoustography. The behavior of the DF scattered pressure is also analyzed for two colinear plane waves with varying radial distance from the scatterer, center- and the difference-frequency. Results indicate that the interaction of the primary scattered waves is the main process behind difference-frequency generation for most parameter combinations chosen here. Based on this conclusion, we will also discuss the DF generation process in vibro-acoustography. |
Palavras-chave: | Geração de diferença de frequência Espalhamento (Física) Espalhamento de Rayleigh Espalhamento não-linear Difference-frequency Generation Scattering (Physic) Rayleigh Scattering Nonlinear Scattering |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Citação: | MELO, Anderson Bandeira de. Theoretical analysis of the difference – frequency generation in nonlinear Rayleigh seattering of acoustic beams. 2019. 53 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) – Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2011. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4748 |
Data do documento: | 28-jun-2011 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF |
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