یک الگوی شبکه- بولتزمن برای شبیه‌سازی انتشار امواج غیرخطی فراصدا در محیط سیال دارای تضعیف

امواج فراصدا (اولتراساوند) دارای کاربردهای پزشکی فراوانی در زمینه تشخیص و درمان هستند. شبیه‌سازی دقیق و مؤثر انتشار موج فراصدا و اندرکنش آن با بافت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. طبیعت غیرخطی انتشار موج فراصدا، به خصوص در کاربردهای درمانی، نقش مهمی در فعل و انفعالات آن با بافت بدن بازی می‌کند. در حال حاضر سه روی‌کرد برای الگو‌سازی و شبیه‌سازی امواج غیرخطی فراصدایی در دینامیک محاسباتی مایعات وجود دارد؛ شیوه‌های ماکروسکوپیک، مزوسکوپیک و میکروسکوپیک. در این تحقیق، یک شیوه مزوسکوپیک براساس شبکه - بولتزمن (اِل‌بی‌اِم‌) مورد بررسی قرار گرفته ‌است. معادله بولتزمن و عملگر برخورد برای شبیه‌سازی جریان یک مایع نیوتونی به جای بکارگیری سامانه متعارف معادلات ناویر- استوکس، پیوستگی و حالت استفاده شده است. با استفاده از الگوی پیشنهادی، امواج اعوجاج‌یافته‌ی غیرخطی و موج ضربه برای امواج غیرخطی فراصدایی دارای پراش در یک محیط مایع با تنکش محاسبه شده است. سپس نتایج حاصله با نتایج منتشر شده‌ی مشابه از الگوهای ماکروسکوپیک مقایسه گردیده است. نتایج بیان‌گر آن است که اِل‌بی‌اِم‌ یک روش دقیق و مؤثر برای الگو‌سازی و شبیه‌سازی غیرخطی بودن امواج غیرخطی فراصدایی با عدد ماخ تا 01/0 است که در گستره امواج فراصدا با کاربرد درمانی قرار می‌گیرند (مانند امواج فراصدای متمرکز شدت بالا).