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1.
超声场中气泡的耦合运动   总被引:2,自引:0,他引:2  
超声场中气泡除径向振动外,还可能会平动并且相互影响.本文以考虑邻近气泡次级声辐射影响后的球形气泡径向振动模型为基础,结合气泡在声场中受到的力,利用数值方法研究了平面波声场中不同尺寸的两气泡径向振动和平动规律.发现尺寸较大气泡的径向振动具有一定的本征性特征且具有较大平动位移.利用高速摄影系统定性地观察了气泡运动和泡群分布状态.实验表明大气泡以较快的速度平动同时伴有小幅径向脉动.我们还观察到了气泡相互吸引聚合的现象,此类行为可归结为次级声辐射的影响.  相似文献
2.
王成会  程建春 《中国物理 B》2013,22(1):14304-014304
Using an appropriate approximation, we have formulated the interacting equation of multi-bubble motion for a system of a single bubble and a spherical bubble cluster. The behavior of the bubbles is observed in coupled and uncoupled states. The oscillation of bubbles inside the cluster is in a coupled state. The numerical simulation demonstrates that the secondary Bjerknes force can be influenced by the number density, initial radius, distance, driving frequency, and amplitude of ultrasound. However, if a bubble approaches a bubble cluster of the same initial radii, coupled oscillation would be induced and a repulsive force is evoked, which may be the reason why the bubble cluster can exist steadily. With the increment of the number density of the bubble cluster, a secondary Bjerknes force acting on the bubbles inside the cluster decreases due to the strong suppression of the coupled bubbles. It is shown that there may be an optimal number density for a bubble cluster which can generate an optimal cavitation effect in liquid for a stable driving ultrasound.  相似文献
3.
王成会  程建春 《物理学报》2012,61(19):194303-194303
在气泡-液柱一维耦合振动模型的基础上对刚性微管两侧声压不相等时管内柱状气泡的轴向一维受迫振动进行了理论探索. 声压不均匀分布不影响气泡线性振动时的共振频率, 但振动幅度受到有效声压幅值的影响. 利用逐级近似法分析了管内非线性振动气泡的基频、三倍频和三分之一分频振动的幅-频响应关系, 结果表明当驱动声压超过0.1 MPa时, 气泡振动处于非线性状态. 非线性声响应特征主要表现为:基频和分频振动幅值响应的多值性; 三倍频振动在低频区响应强于高频区; 三分频振动在大于共振频率的频域内出现的概率更大.  相似文献
4.
王成会  程建春 《物理学报》2014,(13):217-223
将弹性管壁视为膜弹性结构,得到了管径较大弹性管中泡群内气泡弱非线性振动的动力学模型.利用逐级近似法对气泡的非线性共振频率、基频振动响应特性进行了理论分析.结果表明:气泡共振频率主要受泡群内气泡间相互作用的影响;气泡的非线性共振频率将发生偏移,其偏移量取决于共振响应振幅;气泡的声响应区存在最大频率值;在声响应的高频率区内声响应幅值有多值性.  相似文献
5.
王成会  莫润阳  胡静  陈时 《物理学报》2015,64(23):234301-234301
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.  相似文献
6.
王成会  程建春 《物理学报》2013,62(11):114301-114301
将弹性管壁视为膜弹性结构, 探索在外部声场作用下弹性微管内液柱-气泡-管壁构成耦合振动系统的非线性特征. 利用逐级近似法对系统非线性共振频率、基频和三倍频振动幅值响应、 分频激励共振机理等进行了理论分析. 基频和三倍频振动的幅-频响应数值结果表明: 气泡的轴向共振和管壁共振不能同时出现; 两垂直方向的振动均表现出幅值响应多值性, 进而可能引起系统的不稳定声响应; 三倍频振动在低频区的声响应强于高频区. 关键词: 弹性微管 受迫振动 非线性振动 气泡声响应  相似文献
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