首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
    检索          
共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 250 毫秒

1.  球状泡群内气泡的耦合振动  
   王成会  莫润阳  胡静  陈时《物理学报》,2015年第64卷第23期
   振动气泡形成辐射场影响其他气泡的运动, 故多气泡体系中气泡处于耦合振动状态. 本文在气泡群振动模型的基础上, 考虑气泡间耦合振动的影响, 得到了均匀球状泡群内振动气泡的动力学方程, 以此为基础分析了气泡的非线性声响应特征. 气泡间的耦合振动增加了系统对每个气泡的约束, 降低了气泡的自然共振频率, 增强了气泡的非线性声响应. 随着气泡数密度的增加, 振动气泡受到的抑制增强; 增加液体静压力同样可抑制泡群内气泡的振动, 且存在静压力敏感区(1–2 atm, 1 atm=1.01325×105 Pa); 驱动声波对气泡振动影响很大, 随着声波频率的增加, 能够形成空化影响的气泡尺度范围变窄. 在同样的声条件、泡群尺寸以及气泡内外环境下, 初始半径小于5 μm 的气泡具有较强的声响应. 气泡耦合振动会削弱单个气泡的空化影响, 但可延长多气泡系统空化泡崩溃发生的时间间隔和增大作用范围, 整体空化效应增强.    

2.  鼓泡床中超声驻波的模拟及其对气泡的调制机理  被引次数:1
   李彦鹏  Fan L.-S.《应用声学》,2006年第25卷第5期
   采用计算流体动力学(CFD)的方法,数值生成了鼓泡床中一对声换能器以16kHz高频振动引发的超声场。数值计算是基于包括粘性影响的可压缩流体基本守恒方程,并耦合了水的状态方程。模拟结果表明,在本研究所用的几何布置和换能器与时间相关的速度入口边界条件下,反应器中形成了一个稳定的驻波声场;由于波的非线性以及水的粘性,压力波节点呈现出轻微的时间漂移性。模拟结果与前人的实验结果定性吻合。在模拟的声压分布的基础上,分析了驻波声场调制气泡的机理。如比较熟知,气泡在驻波声场作用下或者向压力波节点运动或者向压力波腹点运动,取决于气泡尺寸与共振尺寸的关系。    

3.  高能超声制备碳纳米管增强AZ91D复合材料的声场模拟  
   赵福泽  朱绍珍  冯小辉  杨院生《物理学报》,2015年第64卷第14期
   建立了高能超声制备碳纳米管增强AZ91D复合材料的声场计算模型, 并采用有限元方法计算了20 kHz超声直接作用下AZ91D熔体的声场分布, 熔体声场呈辐射状分布, 距离声源越远, 声压幅值越低. 采用超声作用下单一气泡变化模型描述超声作用下AZ91D 熔体中的空化效应, 通过对Rayleigh-Plesset方程的求解, 得到了不同声压作用下气泡的变化规律, 获得了声压幅值与熔体空化效应的关系, 声压幅值越大, 气泡溃灭半径阈值越小, 熔体发生空化效应越容易. 计算了固定坩埚尺寸、不同超声探头没入熔体深度情况下的声场, 得到了超声探头最优没入深度为30 mm左右. 将声场计算结果以及AZ91D熔体中空化效应的发生规律进行综合分析, 得到了超声功率对有效空化区域的影响规律, 超声功率较大时, 有效空化区域体积随超声功率近似成线性增大. 最后, 通过甘油水溶液超声处理实验, 验证了模拟计算的准确性.    

4.  超声波作用下泡群的共振声响应  
   胡静  林书玉  王成会  李锦《物理学报》,2013年第62卷第13期
   从球状泡群气泡动力学方程出发, 考虑泡群间次级声辐射的影响, 得到了声场中两泡群共同存在时气泡振动的动力学方程, 并以此为基础探讨声波驱动下双泡群振动系统的共振响应特征. 由于泡群间气泡间的相互作用, 系统存在低频共振和高频共振现象, 两不同共振频率的数值与泡群内气泡的本征频率相关. 泡群内气泡的本征频率又受到初始半径、泡群大小和泡群内气泡数量的影响. 气泡自由振动和驱动声波的耦合激起泡群内气泡的受迫振动, 气泡初始半径、气泡数密度和驱动声波频率等都会影响泡群内气泡的振动幅值和初相位. 关键词: 气泡群 共振 声响应 超声空化    

5.  超声波作用下气泡的非线性振动  
   王成会  林书玉《力学学报》,2010年第42卷第6期
   Flynn方程在引入泡内气体的压缩性修正后能够更好地描述超声波作用下液体内气泡的非线性振动.以此为基础通过数值分析探讨了声场内气泡的非线性振动特征以及气泡初始半径、驱动声波频率和声压幅值对气泡非线性振动状态的影响.结果表明,声场内的气泡可分为3种类型:吸收声能量作准本征振动的大气泡、空化气泡和以驱动声波频率受迫振动的微气泡.空化气泡的尺度范围受到驱动声波频率和声压幅值的共同影响.利用高速摄影系统对换能器作用于未除气的自来水所引起的变化进行了实验研究,结果表明:超声波作用下液体内的气泡场是一个混合场,不仅有空化气泡,还有毫米级的大气泡;场内除了有气泡的非线性振动外,还有气泡间的相互吸引、碰撞和结合.    

6.  三维浅海下弹性结构声辐射预报的有限元-抛物方程法  
   钱治文  商德江  孙启航  何元安  翟京生《物理学报》,2019年第68卷第2期
   利用多物理场耦合有限元法对结构和流体适应性强、抛物方程声场计算高效准确的特点,提出了三维浅海波导下弹性结构声振特性研究的有限元-抛物方程法.该方法采用多物理场耦合有限元理论建立浅海下结构近场声辐射模型,计算局域波导下结构声振信息,并提取深度方向上复声压值作为抛物方程初始值;然后采用隐式差分法求解抛物方程以步进计算结构辐射声场.重点介绍了该方法对浅海下结构声辐射计算的准确性、高效性以及快速收敛性后,对Pekeris波导中有限长弹性圆柱壳的声振特性进行了分析.研究得出,当圆柱壳靠近海面(海底)时,其耦合频率比自由场下的要高(低),当潜深达到一定范围时,与自由场耦合频率基本趋于一致;在低频远场,结构辐射场与同强度点源声场具有一定的等效性,且等效距离随着频率增加而增加;由于辐射声场受结构振动模态、几何尺寸和简正波模式影响,结构辐射场传播的衰减规律按近场声影响区、球面波衰减区、介于球面波和柱面波衰减区、柱面波衰减区四个扩展区依次进行.    

7.  气泡多周期运动时引起的流场压力与速度  
   李帅  张阿漫  韩蕊《力学学报》,2014年第4期
   假设水下爆炸气泡的内部气体在膨胀收缩过程中满足绝热条件,周围流体无黏无旋不可压缩.基于势流理论,采用边界元法研究气泡动力学行为,重点关注气泡引起的流场脉动载荷以及滞后流特性,给出了相关的理论推导和数值计算方法.通过将数值结果与解析解、实验值进行对比,数值模型的收敛性和有效性能够得到保证.利用编写的程序进行计算和分析,发现在气泡加速膨胀阶段,流场压力在气泡径向不一定是逐渐衰减,还有可能以先增后减的规律变化;气泡射流后,为了能够继续描述环状气泡的运动以及流场特性,将此时的流场分为无旋场和一个布置在气泡内部涡环的叠加,计算过程中采用了一些数值技巧处理气泡的拓扑结构,得以连续模拟多个周期的气泡运动.环状气泡具有相对较高的上浮迁移速度,而且在其顶部和底部附近分别形成两个高压区,顶部的高压区峰值相对较大,底部的高压区范围相对较大.环状气泡中心轴上的流场速度会在气泡中心有一个加速过程,在气泡顶部附近又迅速减小.    

8.  超声场下刚性界面附近溃灭空化气泡的速度分析  
   郭策  祝锡晶  王建青  叶林征《物理学报》,2016年第65卷第4期
   为了揭示刚性界面附近气泡空化参数与微射流的相互关系, 从两气泡控制方程出发, 利用镜像原理, 建立了考虑刚性壁面作用的空化泡动力学模型. 数值对比了刚性界面与自由界面下气泡的运动特性, 并分析了气泡初始半径、气泡到固壁面的距离、声压幅值和超声频率对气泡溃灭的影响. 在此基础上, 建立了气泡溃灭速度和微射流的相互关系. 结果表明: 刚性界面对气泡振动主要起到抑制作用; 气泡溃灭的剧烈程度随气泡初始半径和超声频率的增加而降低, 随着气泡到固壁面距离的增加而增加; 声压幅值存在最优值, 固壁面附近的气泡在该最优值下气泡溃灭最为剧烈; 通过研究气泡溃灭速度和微射流的关系发现, 调节气泡溃灭速度可以达到间接控制微射流的目的.    

9.  声场中气泡运动的混沌特性  
   沈壮志  林书玉《物理学报》,2011年第60卷第10期
   以水为工作介质,考虑了液体的可压缩性,研究了声场中气泡的运动特性,模拟了声波频率、声压幅值、气泡初始半径以及液体的表面张力和黏滞系数的变化对气泡运动状态的影响. 分析了空化处理效果与气泡运动状态之间关系. 结果表明:气泡运动处于混沌状态,是提高声空化降解有机污染物能力的最重要因素.    

10.  声场中空化气泡的耦合振动及形状不稳定性的研究  
   马艳  林书玉  徐洁《物理学报》,2018年第67卷第3期
   计算了两个具有非球形扰动的气泡所组成系统的能量,并基于Lagrange方程得到了有声相互作用的非球形气泡的动力学方程和形状稳定性方程,研究了声场中非球形气泡间相互作用力对非球形气泡的形状不稳定性和气泡形状模态振幅的影响.研究结果表明声场中具有非球形扰动的气泡之间的耦合方式有两种:形状耦合模式和径向耦合模式,气泡之间的耦合方式取决于气泡形状扰动模态.由形状耦合及径向耦合产生的气泡之间的相互作用力能够改变单个气泡的形状不稳定及形状模态振幅,具体影响因素取决于声场驱动条件、气泡形状模态、相邻气泡的初始半径.    

11.  次Bjerknes力作用下气泡的体积振动和散射声场  
   马艳  林书玉  鲜晓军《物理学报》,2016年第65卷第1期
   利用Lagrange方程得到了次Bjerknes力作用下气泡的体积振动方程, 并探讨了次Bjerknes力作用下不同参数对气泡体积振动振幅和振动初相位的影响, 研究了振动初相位差为π和0的气泡对在液体中形成的散射声场特征. 结果表明: 次Bjerknes作用力下, 相邻气泡半径、气泡间距、多方指数均能影响气泡的体积振动振幅, 气泡对的均衡半径、气泡间距和驱动频率则对气泡振动初相位产生明显影响; 相距很近、相位相差为π的两个气泡的散射声压与气泡体积振动振幅、气泡间距、驱动频率和振动初相位有关, 随声场距离成反比减小, 与声场位置有关, 其平均散射声功率是单个孤立气泡的1/6 (kd12)2; 半径相同、相距很近、相位相同的两个气泡的散射声压与气泡振动初相位、体积振动振幅、气泡间距、驱动频率有关, 随声场距离成反比减小, 其平均散射声功率是单个孤立气泡的4倍.    

12.  两种气泡混合的声空化  
   苗博雅  安宇《物理学报》,2015年第64卷第20期
   将非线性声波方程和改进的Rayleigh-Plesset方程联立可以描述空化环境中的声场及相应的气泡动力学特征. 用时域有限差分方法模拟了圆柱形容器内两种气泡相互混合时的空化情况. 在烧杯内的稳态背景声场形成过程中, 瓶壁耗散吸收扮演了重要的角色. 在稳态背景声场的基础上, 分析了混合气泡与声场的相互作用、气泡之间的相互作用、混合情况下的频谱特性. 结果表明: 两种气泡平衡半径都不太大时, 气泡与声场的相互作用不强, 声场及气泡的行为也比较规律; 相反, 当其中一种气泡平衡半径相对比较大时, 声场与气泡具有较强的非线性相互作用, 声场及气泡的行为表现出复杂的特性.    

13.  非球形效应对强声场中次Bjerknes力的影响  
   马艳  林书玉  徐洁  唐一璠《物理学报》,2017年第66卷第1期
   考虑了非球形气泡在声场中的形状振动,推导了非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力方程,数值模拟了声场中非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡之间的次Bjerknes力,并对非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力的影响因素进行了分析讨论.研究结果表明:当驱动声压振幅大于非球形气泡的Black阈值且又能使得非球形气泡稳定振动时,在第一个声驱动周期内,非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力和两个球形气泡的次Bjerknes力方向差异较大,在大小上是两个球形气泡次Bjerkens力的数倍,且有着更长的作用距离.非球形气泡和球形气泡之间的次Bjerknes力取决于非球形气泡的形状模态、两个气泡初始半径的比值、驱动声压振幅、气泡间距和两个气泡的相对位置.    

14.  超声场分布的演示实验  被引次数:1
   郭孝武《物理实验》,2001年第21卷第2期
   介绍了利用超声在液体介质中传播,使质点产生强烈振动而引起交变压力的原理,用微型探头测量,以演示超声场在平面辐射、聚焦系统下焦平面和焦点以内的横截面上的声场分布,使学生更深入地了解超声不皮传播的物理规律。    

15.  微泡对高强度聚焦超声声压场影响的仿真研究*  被引次数:2
   喻波涛  常诗卉  曾苗苗  陶敏慧  菅喜岐《应用声学》,2016年第35卷第5期
   微泡对高强度聚焦超声(HIFU)治疗焦域具有增效作用,而HIFU治疗中不同声学条件下微泡对HIFU形成声压场的影响尚不清楚。本文基于气液混合声波传播方程、Keller气泡运动方程、时域有限差分(FDTD)法和龙格-库塔(RK)法数值仿真研究输入声压、激励频率、气泡初始空隙率和气泡初始半径对HIFU形成声压场的影响。研究结果表明,随着输入声压的增大,焦点处声压升高但焦点处最大声压与输入声压的比值减小,焦点位置几乎不变;随着激励频率和气泡初始半径的增大,焦点处声压升高且焦点位置向远离换能器方向移动;随着气泡初始空隙率的增大,焦点处声压降低且焦点位置向换能器方向移动。    

16.  超声对蛋白质盐析作用的研究  
   韩萍芳  陈腊梅  姚成  欧阳平凯《应用声学》,2006年第25卷第2期
   在蛋白质(牛血清白蛋白)-水胶体溶液中加入无机盐,利用蛋白质盐析的原理粗分离蛋白质是常用的生物分离技术。本文试图利用超声强化蛋白质盐析分离过程。讨论了声场参数,即频率、声强、超声辐射时间对该过程的影响。实验表明超声处理牛血清白蛋白时,20kHz超声辐照比无超声处理可缩短了近4.5小时的静置时间,20kHz超声处理可得到约90%的最高蛋白质收率;不同超声频率下有不同的最佳声压值,频率较低时的盐析效果较好;超声辐照并非时间越长越好,超声辐照2min时,牛血清白蛋白的收率最大。由此证明超声技术可加速盐析后的蛋白质沉降速度。    

17.  声场中气泡群的动力学特性  
   沈壮志  吴胜举《物理学报》,2012年第61卷第24期
   以水为工作介质,考虑了液体的轻微可压缩性,研究了声场中气泡群的动力学特性,对单一型和混合型气泡群内微泡的初始半径、气泡的数目及声频率和声压对气泡动力学特性进行了数值研究.分析了各参数对气泡运动特性和气泡崩溃时所产生压力脉冲的影响.研究了单一型气泡群内气泡动力学的混沌特性,分析了气泡处于混沌特性下两次崩溃压力脉冲特征,结果表明:适合的参数有利于提高声空化处理效果.    

18.  含气泡液体中声传播的解析解及其强非线性声特性  被引次数:9
   赵晓亮  朱哲民  周林  杜功焕《应用声学》,1999年第18卷第6期
   声波在含气泡的液体中传播时,气泡的受迫振动会引起强的声散射,并且由于振动的非线性,使得气泡产生的次级波不仅含有基频成分,而且还会有高次谐波。本文从理论上描述了气泡个数随尺并给出了含气泡液体的等效非线性声参数B/A的计算公式理论与已有的实验观测符合较好,文中对含气泡水的声速和声衰减等特性也进行了讨论。    

19.  环筋对水下平底圆柱壳的声振特性影响  被引次数:1
   石焕文  盛美萍  孙进才  贺晨《应用声学》,2007年第26卷第4期
   本文建立了计算两端带平底板的有限长圆柱壳水中声辐射的FEM/BEM三维模型,探索了加筋的高度、宽度、数目对平底圆柱壳的辐射功率、辐射效率、法向声强、声场指向性的影响规律。计算方法是在有限元软件ANSYS中做加筋平底圆柱壳建模、模态分析基础上,将有关数据(网格、模态)导入边界元软件SYSNOISE中计算流体结构耦合状态下的辐射声场特性。结果表明:(1)随着环筋高度、宽度增大,激励点声压峰和法向声强峰在0-400Hz频率范围内数目减少且峰向高频方向移动,同时辐射声功率在减小(除个别模态峰值外),而辐射效率随筋高增大而增大。(2)环筋数目的增加使激励点辐射声压和法向声强峰数目明显减少,使辐射声功率明显低于无筋圆柱壳的辐射声功率,辐射效率随环筋数目增大而增大。(3)环筋宽度变化对声场指向性影响不大;圆柱壳声场指向性随环筋高度和数目增加出现较大变化,尤其是在研究的频段内的f=51Hz和f=301Hz上。这对于水下结构辐射噪声预报以及噪声抑制具有重要意义。    

20.  复频聚焦超声换能器水中焦区商场特性的研究  被引次数:1
   石焕文  尚志远  王三德《应用声学》,2001年第20卷第4期
   本文对新研制的一种复频聚焦超声换能器的辐射声场进行了实验研究,测定了辐射压在轴向上的分布曲线,进而确定了焦区位置,这与理论所得结果符合较好,测定了辐射声压在焦平面上的分布曲线,并对焦区声场进行了定位,最后对换能器在水中焦区辐射声的频谱进行了研究,不仅观测到了两个源波,而且还观测到了和频波,差频波以及倍频波,证实了声散射声效应的存在。    

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号