@article { author = {Dehghani, D. and Sheykholeslami, M. R. and Jabbari, A. and Mazdak, S.}, title = {Investigation of operational parameters on the motional behavior and maximum particle levitated density in ultrasonic levitation}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {11}, number = {3}, pages = {71-84}, year = {2021}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2021.2206}, abstract = {Ultrasonic levitation has a high potential to be used in different applications due to its independence from the levitated material. Among effective parameters of this process, the distance between the reflector and the transducer and applied voltage plays an important role in the process. Presenting a precise numerical model would be helpful in the study of the process. The levitated particle conditions as well as the levitated capacity, such as the maximum levitated particle density, can be predicted using the model. In this paper, a precise numerical model was presented to study of the process. In the model, by simultaneous solving the equations of the piezoelectric and the wave equation in the solid and fluid medium as well as considering the three-dimensional levitation and particle tracing in Comsol software, the simulation conditions were similar to the experiments. Hence results agreed well with the experimental results. The effect of voltage and distance between the transducer and the reflector on the levitated particle was investigated using the model. Particle motion during levitation was explained simply and effectively using the proposed certain parameters. Defining the parameters makes it possible to compare the particle conditions at different voltages and distances between the transducer and the reflector. The results showed that in order to properly levitated object condition, the adjustment of the parameters should be made based on each other's values. Moreover, the maximum density in different working conditions with an accuracy of 0.45% was presented using the proposed numerical model and halving algorithm.}, keywords = {Langevin transducer,Precise numerical model,Potential difference,The distance between the transducer from the reflector}, title_fa = {بررسی شرایط عملکردی بر رفتار حرکتی ذره و حداکثر چگالی قابل تعلیق در فرآیند تعلیق فراصوت}, abstract_fa = {تعلیق فراصوت به دلیل عدم وابستگی به جنس ماده تعلیق شونده، پتانسیل بالایی برای استفاده در کاربردهای مختلف دارد. از میان پارامترهای موثر در این فرآیند، فاصله بازتابنده تا مبدل و ولتاژ بر مبدل نقش موثرتری در این فرآیند ایفا میکنند. ارائه یک مدل عددی دقیق، نقش موثری در مطالعه کارای پارامترهای موثر دارد. با استفاده از مدل عددی، خصوصیات ذرات معلق شده و نیز ظرفیت تعلیق از جمله حداکثر چگالی قابل تعلیق قابل پیشبینی است. دراین مقاله، یک مدل عددی دقیق برای بررسی اثرات موثر در فرآیند ارائه شد. در مدل ارائه شده، با حل همزمان معادلات حاکم بر پیزوالکتریک، معادله موج در محیط جامد و سیال و نیز در نظر گرفتن شرایط سه بعدی تعلیق و فیزیک ردیابی ذرات در نرم افزار کامسول، سعی شد شرایط شبیهسازی مشابه حالت تجربی باشد. تطابق مناسب نتایج مدل عددی و تجربی ارائه شده به همین دلیل است. با استفاده از مدل عددی ، اثر ولتاژ و فاصله بین مبدل و بازتابنده بر تعلیق ذرات بررسی شد. حرکت ذره حین تعلیق، با استفاده از پارامترهای پیشنهاد شده مشخصی در این مقاله به صورت ساده و موثر توصیف شد. تعریف پارامترهای فوق، امکان مقایسه شرایط ذره معلق در ولتاژ و فواصل مختلف بین مبدل و بازتابنده را ایجاد میکند. نتایج نشان داد که برای تعلیق مناسب ذرات، تنظیم پارامترهای ذکر شده باید بر اساس مقادیر یکدیگر انجام شود. همچنین با مدل عددی ارائه شده و آلگوریتم نصف کردن، حداکثر چگالی قابل تعلیق در شرایط کاری مختلف با دقت 45/0 درصد ارائه شد.}, keywords_fa = {مبدل لانگوین,مدل عددی دقیق,اختلاف پتانسیل,فاصله مبدل از بازتابنده}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2206.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2206_39de46a5a56222ea8d4c0d0a4f30bcbb.pdf} }