×

加载有有限尺寸粘性液体层的横向有限压电谐振器中的频率偏移。 (英语) Zbl 1518.74036号

摘要:本文研究了横向有限压电板在有限尺寸粘性液体层作用下的自由剪切振动。考虑到固液界面的侧边效应和分段边界条件,利用傅里叶级数得到了一个新的理论解,并从中计算和检验了共振频率和振型。验证了该解的收敛性,并用有限元方法验证了其正确性。结果表明,传感器中部的振动在与液体接触时衰减为横向边界和液体层,导致频率降低,衰减增加。此外,还量化了液体厚度、长度、粘度和密度对谐振频率的影响,有望为液体传感器的设计和开发提供有用的数据和指导。

MSC公司:

74小时45 固体力学动力学问题中的振动
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
74H10型 固体力学动力学问题解的解析近似(摄动法、渐近法、级数等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] 汤普森,M。;亚利桑那州吉卜林;Duncanhewitt,WC;Rajakovic,左心室;Cavicvlasak,BA,液相厚度剪切型声波传感器——综述,分析家,116881-889(1991)·doi:10.1039/AN9911600881
[2] Hossenlopp,JM,声波设备在液体环境中传感的应用,应用。光谱学。版次:41、2、151-164(2006)·doi:10.1080/05704920500510745
[3] 密歇根州Rocha-Gaso;March-Iborra,C。;Montoya-Baides,A。;Arnau-Vives,A.,《用于检测病原体的表面声波生物传感器:综述》,《传感器(巴塞尔)》,第9、7、5740-5769页(2009年)·doi:10.3390/s90705740
[4] 丁,X。;李,P。;林,SC;斯特拉顿,ZS;纳马,N。;郭,F。;槽槽,D。;毛,X。;史J。;科斯坦佐,F。;Huang,TJ,表面声波微流体,实验室芯片,13,18,3626-3649(2013)·doi:10.1039/c3lc50361e
[5] 杨,CH;Chimenti,DE,由介电流体加载的压电板中的声波,Appl。物理学。莱特。,63, 10, 1328-1330 (1993) ·数字对象标识代码:10.1063/1.109720
[6] Mujahid,A。;Afzal,A。;佛罗里达州迪克特,《高频声传感器——QCM、SAW和FBAR——化学和生物化学应用概述》,《传感器(巴塞尔)》,第19、20、1-29页(2019年)·doi:10.3390/s19204395
[7] Hartz,JSR;Emanetoglu,西北部;豪厄尔,C。;Vetelino,JF,生物传感应用的侧向场激发石英晶体微天平,生物间相,15,3,030801(2020)·数字对象标识代码:10.1116/6.0000144
[8] Fu,YQ;庞,HF;托伦,H。;陶,R。;麦克海尔,G。;Reboud,J。;Tao,K。;周,J。;罗,J。;吉布森博士。;罗,J。;Hu,P.,液体环境下集成声光学和芯片实验室用压电薄膜的工程倾斜方向,实验室芯片,21,2,254-271(2021)·doi:10.1039/D0LC00887G
[9] Arnau,A.,液体中AT-cut石英晶体微天平应用的接口电子系统综述,传感器(巴塞尔),8,1,370-411(2008)·doi:10.3390/s8010370
[10] Caliendo,C。;Hamidullah,M.,基于ZnO-Glass层状结构用于液体环境的爱波传感器的理论研究,生物传感器(巴塞尔),6,4,1-13(2016)
[11] Caliendo,C。;Hamidullah,M.,液体环境用导声波传感器,J.Phys。D申请。物理。,52, 15, 1-28 (2019) ·doi:10.1088/1361-6463/aafd0b
[12] Voglhuber-Brunnmaier,T。;Jakoby,B.,《用于传感流体密度和粘度的机电谐振器——综述》,Meas。科学。技术。,33, 1, 1-24 (2021)
[13] Thalhammer,R。;Braun,S。;Devcic-Kuhar,B。;Groschl,M。;Trampler,F。;Benes,E。;Nowotny,H。;Kostal,P.,利用压电厚度剪切夹层谐振器的粘度传感器,IEEE Trans。超声波。铁电极。频率控制,45,5,1331-1340(1998)·数字对象标识代码:10.1109/58.726459
[14] Kielczynski,P。;Szalewski,M。;Balcerzak,A。;AJ罗斯托克;Tefelski,DB,SH表面声波在压力和温度作用下测量液体粘度中的应用,超声波,51,8,921-924(2011)·doi:10.1016/j.ultras.2011.05.006
[15] 基扬斯基,P。;Ptasznik,S。;Szalewski,M。;巴尔塞扎克,A。;Wieja,K。;Rostocki,AJ,超声波方法在液体高压物理化学参数评估中的应用,Arch。蝗虫。,44, 2, 329-337 (2019)
[16] 孙,JB;杜,JK;Yang,JS;Wang,J.,与粘性流体接触的旋转Y形切割石英板中的剪切水平波,超声波,52,1,133-137(2012)·doi:10.1016/j.ultras.2011.07.005
[17] Zagrouba,M。;Bouhdima,MS,《SH波在压电板中传播的研究》,机械学报。,232, 3363-3379 (2021) ·Zbl 1484.74040号 ·doi:10.1007/s00707-021-02990-x
[18] 刘杰。;李,X。;Zhang,W.,磁性流体覆盖ZnO薄膜结构的厚度剪切振动,J.Vibroeng。,20, 2, 872-880 (2018) ·doi:10.21595/jve.2018.19318
[19] 基扬斯基,P。;Szalewski,M。;Balcerzak,A.,粘性液体加载对Love波传播的影响,国际固体杂志。结构。,49, 17, 2314-2319 (2012) ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2012.04.030
[20] J.邦霍姆。;Oudich,M。;查韦斯,PAS;MLF贝拉雷德(Bellaredj);布莱奇,JF;Beyssen,D。;查雷特,PG;Sarry,F.,粘性流体下粘弹性导向层中Love波色散的数值表征,J.Appl。物理。,128, 15, 154502-1-9 (2020) ·数字对象标识代码:10.1063/5.0022797
[21] 比隆,F。;El Baroudi,A.,加载复杂流体的粘弹性波导中Love波传播的数学模型,应用。数学。型号。,96, 559-569 (2021) ·Zbl 1481.76019号 ·doi:10.1016/j.apm.2021.03.037
[22] 夏尔马,V。;Kumar,S.,压磁层状结构中love波传播的微观结构和粘性液体载荷效应,Mech。高级主管。结构。,28, 16, 1703-1713 (2021) ·doi:10.1080/15376494.2019.1702235
[23] 张,C。;JJ卡隆;Vetelino,JF,液体传感应用的Bleustein-Gulyaev波,Sens.Actuator B,7,64-68(2001)·doi:10.1016/S0925-4005(01)00569-X
[24] 佛罗里达州Guo;Sun,R.,《Bleustein-Gulyaev波在加载粘性液体的6mm压电材料中的传播》,国际固体杂志。结构。,45, 13, 3699-3710 (2008) ·Zbl 1169.74448号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2007.09.018
[25] 钱,ZH;Jin,F。;李,P。;Hirose,S.,Bleustein-Gulyaev在装有有限厚度粘性液体层的6mm压电材料中波动,国际固体杂志。结构。,47, 25-26, 3513-3518 (2010) ·Zbl 1203.74071号 ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2010.08.025
[26] El Baroudi,A。;Le Pommellec,JY,Bleustein-Gulyaev波在加载粘弹性流体的有限压电材料中的传播,《波动》,101,1-10(2021)·Zbl 1524.76016号 ·doi:10.1016/j.wavemoti.2020.102695
[27] 赵,ZN;钱,ZH;Yng,YK,使用传输矩阵法预测粘性介质中剪切模式多层FBAR传感器的频移,应用。数学。型号。,99, 555-565 (2021) ·Zbl 1481.74195号 ·doi:10.1016/j.apm.2021.07.009
[28] 张,B。;博斯特罗姆,A。;Niklasson,AJ,《压电条致动器的反平面剪切波:精确与有效边界条件解》,Smart Mater。结构。,13, 1, 161-168 (2004) ·doi:10.1088/0964-1726/13/1/018
[29] YP孔;刘,JX;何,HJ;Yang,JS,质量层尺寸对有限石英晶体微天平的影响,机械学报。,222, 1-2, 103-113 (2011) ·Zbl 1259.74006号 ·doi:10.1007/s00707-011-0522-y
[30] 赵,ZN;王,B。;钱,ZH;库兹涅佐娃,I。;马,TF;Yong,YK,与牛顿液体接触的横向有限FBAR传感器中频率偏移的设计考虑,IEEE Trans。超声波。铁电极。频率控制,67,11,2402-2412(2020)·doi:10.1109/TUFFC.2020.3006186
[31] 方,HY;Yang,JS;姜强,压电晶体中传播的旋转扰动表面声波,国际固体杂志。结构。,374933-4947(2000年)·Zbl 0988.74035号 ·doi:10.1016/S0020-7683(99)00198-5
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。