2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11650071
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
長谷川 高陽 愛媛大学, 理学部, 教授 (10029879)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 千博 愛媛大学, 理学部, 助手 (10270266)
飯塚 剛 愛媛大学, 理学部, 助手 (10263922)
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| Keywords | 音響放射圧 / ランジュバン放射圧 / レーリー放射圧 / 超音波 |
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| Research Abstract |
本研究は平成11年度から2年計画で行われ、本年度はその第2年にあたる。本研究の目的は、超音波の動力作用の基礎となる音響放射圧の現象について、それが生ずる原因を明らかにすることである。音響放射圧は歴史的には密閉容器の壁に働くRayleigh放射圧と、通常の物体に働くLangevin放射圧の二つに分けて論じられてきた。しかもそれぞれの放射圧について、種々の異なる理論が提唱されていて、定説といえるものがなく、いわば一種の混乱状態にある。本研究は、Rayleighの放射圧とLangevinの放射圧を同時に記述できる、統一理論の開発をめざすものである。
昨年度は、文献収集と予備実験に当てられ、理論の完成は本年度の予定であったが、理論の開発が予想以上に進捗し、前年度でほぼ統一理論の完成をみることができた。本年度はその統一理論を、運動方程式、連続の式と放射力との関連性、また運動量の変化と放射力との関連性を考えることによって証明した。その要旨は次の通りである。
Raylegihの放射圧とLangevinの放射圧は、ともに流体力学の基本方程式から導かれる2nd orderの音圧の時間平均として定義される。これらの放射圧は、放射力を受ける物体に接触している媒質流体の運動変化と質量変化、あるいは物体と媒質流体両方を含む領域の運動量変化を考えることによって導出することができる。この理論の結果、従来の放射圧理論の通弊であったあいまい性が除去されただけでなく、放射圧は一般にテンソルであることが証明された。
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[Publications] Takahi Hasegawa et al.: "A general theory of Rayleigh and Langevin radiation pressures"Journal of the Acoustical Society of Japan (E). 21・3. 145-152 (2000)
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[Publications] Takahi Hasegawa et al.: "Frequency dependence of the acoustic radiation pressure on a solid sphere in water"Acoustical Science and Technology. (発表予定).
