본 연구에서는 소형 물체가 음파 정상파의 압력 마디 부근에 소형 물체가 부양하는 정상파 음파 공중부양(standing wave acoustic levitation) 현상에 대해 베르누이 원리를 이용하여 부양의 원인이 ...
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박민철 (한국과학영재학교) ; 박두재 (한림대학교) ; 김영환 (한국과학영재학교) ; Park, Mincheol ; Park, Doojae ; Kim, Young H.
2018
Korean
KCI등재,SCOPUS,ESCI
학술저널
422-427(6쪽)
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본 연구에서는 소형 물체가 음파 정상파의 압력 마디 부근에 소형 물체가 부양하는 정상파 음파 공중부양(standing wave acoustic levitation) 현상에 대해 베르누이 원리를 이용하여 부양의 원인이 ...
본 연구에서는 소형 물체가 음파 정상파의 압력 마디 부근에 소형 물체가 부양하는 정상파 음파 공중부양(standing wave acoustic levitation) 현상에 대해 베르누이 원리를 이용하여 부양의 원인이 되는 음향 방사힘(acoustic radiation force)의 근원과 개형을 기존에 알려진 진동자에서 떨어진 거리에 따른 음향 방사힘의 그래프와 비교함을 통해 개념적으로 설명했다. 이러한 설명을 뒷받침하는 일련의 실험들을 BLT(Bolt-clamped Langevin Type) 초음파 진동자를 이용해서 수행하여, 물체들이 공기의 압력 마디 부근에 부양하고 있음을 확인했고, 물체가 부양하고 있는 상태에서 정상파가 형성되는 조건임을 확인했다. 더불어, 정상파 음파 공중부양 현상에서 부양하는 물체들이 수직하게 일렬로 정렬하는 현상 역시 설명할 수 있었다.
다국어 초록 (Multilingual Abstract)
The purpose of this study is to investigate the effect of acoustic radiation force on the standing wave acoustic levitation phenomenon, which is the levitation of small objects near the pressure node of the standing wave, using the Bernoulli principle...
The purpose of this study is to investigate the effect of acoustic radiation force on the standing wave acoustic levitation phenomenon, which is the levitation of small objects near the pressure node of the standing wave, using the Bernoulli principle. The source and scheme of the acoustic radiation force, which is the cause of the levitation, are conceptually explained through comparison with the graph of the acoustic radiation force versus the distance from the transducer. A series of experiments supporting this explanation was performed with a BLT(Bolt-clamped Langevin Type) ultrasonic transducer to confirm that the objects are floating near the pressure nodes and that it satisfies the condition for the standing wave formation when the object is levitating. Furthermore, the vertical alignment of floating objects, which is a characteristic of standing wave acoustic levitation phenomenon, could be explained.
참고문헌 (Reference)
1 G. Whitiworth, "Transport and harvesting of suspended particles using modulated ultrasound" 29 : 439-444, 1991
2 E. H. Brandt, "Suspended by sound" 413 : 474-475, 2001
3 L. P. Gor’kov, "On the forces acting on a small particle in an acoustic field in an ideal field" 6 : 773-775, 1962
4 L. V. King, "On the acoustic radiation pressure on spheres" 147 : 212-240, 1934
5 V. Vandaele, "Non-contact handling in microassembly: Acoustical levitation" 29 : 491-505, 2005
6 S. Zhao, "Investigation of non-contact bearing systems based on ultrasonic levitation" University of Paderborn 2010
7 W. T. Coakley, "Analytical scale ultrosonic standing wave manipulation of cells and microparticles" 38 : 638-641, 2000
8 P. Collas, "Acoustic levitation in the presence of gravity" 86 : 777-787, 1989
9 R. R. Boullosa, "Acoustic Levitation at Very Low Frequencies" 96 : 376-382, 2010
10 S. Zhao, "A standing wave acoustic levitation system for large planar objects" 81 : 123-139, 2011
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학술지 이력
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2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | |
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2001-07-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | |
1999-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) |
학술지 인용정보
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
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2016 | 0.23 | 0.23 | 0.22 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.2 | 0.18 | 0.398 | 0.07 |