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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 531 毫秒
1.
姚熊亮  叶曦  张阿漫 《物理学报》2013,62(24):244701-244701
基于波动方程给出了计及可压缩性的边界积分方程. 以此为基础,求解行波驱动下非球状空泡的运动规律及其运动稳定性,并分析比较了行波频率、幅值以及初相位对空泡运动特性的影响. 研究结果表明:较高的行波频率与较低的幅值是空泡稳定运动的充分条件. 在一定幅值和频率的行波驱动下,空泡将在收缩阶段末期形成与行波传播方向相同的高速射流;计及流场可压缩性后,空泡脉动一次的时间减短,幅度减弱,射流顶点速度以及空泡内部压力的峰值随之减小;随着行波频率的增大或是幅值的降低,空泡脉动幅度与射流强度逐渐减弱;行波初相位的变化使空泡的初始运动状态随之改变,并影响非球状变形时的射流强度. 关键词: 可压缩 空泡 行波 运动特性  相似文献   

2.
Xiumei Liu  Xinhua Liu  Jian Lu 《Optik》2011,122(14):1254-1257
Comprehensive numerical and experimental analyses of the effect of temperature on cavitation oscillations are performed. In the experimental study, the oscillation of a laser-generated single cavitation bubble near a rigid boundary is obtained using a fiber-optic diagnostic technique based on optical beam detection (OBD). The maximum and minimum bubble radii as well as the oscillation times for each oscillation cycle are determined according to the characteristic signals. And cavitation bubble tests are performed using water at different temperatures, and its temperature ranges from freezing point (0 °C) to near boiling. Furthermore, a modified Rayleigh-Plesset equation is derived for calculating the temporal development of the bubble radius at different temperatures. Both the experimental and the numerical results show that the maximum bubble radius and bubble lifetime both increase as temperature increases. The mechanism behind it has also been discussed.  相似文献   

3.
空化单气泡外围压强分布   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
刘海军  安宇 《物理学报》2004,53(5):1406-1412
关键词:  相似文献   

4.
激光烧蚀水下金属产生冲击波和空泡效应的研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
采用自行研制的高灵敏度光束偏转测试系统,对脉冲激光烧蚀水下金属产生的等离子体冲击波和空泡效应进行了实验研究。实验得到了激光等离子体冲击波的传播规律、冲击波与激光空泡的分离过程、空泡的脉动特性以及空泡溃灭冲击波的形成机制。结果表明,空泡最大和最小泡径、振荡周期均随着脉动次数的增加呈减小趋势,且减小幅度较大。最小收缩泡径由泡能和腔内含气量共同决定。在同一次脉动过程中,空泡膨胀所需的时间明显大于收缩所需的时间。  相似文献   

5.
《Ultrasonics》1986,24(2):59-65
For a thorough study of bubble dynamics in cavitation bubble fields one has to resort to holography to circumvent the problems caused by bubbles moving out of focus during their three-dimensional motion. The development and application of high speed holography and holocinematography in cavitation physics is reviewed in this paper. The state of the art is that several thousand holograms with frame size a few square millimetres can be taken at rates up to 300 000 per second. Digital image processing, a valuable tool which is used to cope with the huge information content of series of holograms, is discussed. Results on bubble dynamics obtained via holography are presented, in particular on shock wave emission and bubble oscillation, splitting and interaction in a sound field. Global field dynamics and streamer stability are also discussed.  相似文献   

6.
7.
刘秀梅  贺杰  陆建  倪晓武 《物理学报》2009,58(6):4020-4025
表面张力是影响空泡脉动及空蚀的一个重要因素.对五种不同表面张力液体中空泡脉动(膨胀和收缩)过程进行了研究,并将实验结果与基于空泡生长和溃灭理论的计算结果进行了对比.实验中,用激光作为测试光源,采用光偏转测试系统研究了不同表面张力液体中空泡泡壁运动规律及泡壁速度的变化.结果表明:表面张力对空泡膨胀过程起抑制作用,故液体表面张力愈大,空泡能达到的最大直径越小;表面张力对空泡的收缩过程则起加速作用,液体表面张力愈大,收缩越迅速,空泡泡壁运动速度越大,其所产生的瞬时溃灭压强越大,空化效果越好. 关键词: 表面张力 空泡 光偏转  相似文献   

8.
胡静  林书玉  王成会  李锦 《物理学报》2013,62(13):134303-134303
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  相似文献   

9.
两种气泡混合的声空化   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
苗博雅  安宇 《物理学报》2015,64(20):204301-204301
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.  相似文献   

10.
11.
The thermodynamic of cavitation bubble collapsing is a complex fundamental issue for cavitation application and prevention. The pseudopotential and thermal multi-relaxation-time lattice Boltzmann method (MRT-LBM) is adopted to investigate the thermodynamic of collapsing cavitation bubble in this paper. The simulation results satisfy the maximum temperature equation of the bubble collapse, which derived from the Rayleigh-Plesset (R-P) equation. The validity of thermal MRT-LBM in simulating the collapse process of cavitation bubble is verified. It shows that the temperature evolution of vapor-liquid phase is well captured. Furthermore, the two-dimensional (2D) temperature, velocity and pressure field of the bubble near a solid wall are analyzed. The maximum temperature inside the bubble and wall temperature under different position offset parameters are discussed in details.  相似文献   

12.
刘秀梅  贺杰  陆建  倪晓武 《中国物理 B》2008,17(7):2574-2579
Comprehensive numerical and experimental analyses of the effect of viscosity on cavitation oscillations are performed. This numerical approach is based on the Rayleigh-Plesset equation. The model predictions are compared with experimental results obtained by using a fibre-optic diagnostic technique based on optical beam deflection (OBD). The maximum and minimum bubble radii as well as the oscillation times for each oscillation cycle are determined according to the characteristic signals. It is observed that the increasing of viscosity decreases the maximum bubble radii but increases the minimum bubble radii and the oscillation time. These experimental results are consistent with numerical results.  相似文献   

13.
We investigate the acoustic wave propagation in bubbly liquid inside a pilot sonochemical reactor which aims to produce antibacterial medical textile fabrics by coating the textile with ZnO or CuO nanoparticles. Computational models on acoustic propagation are developed in order to aid the design procedures. The acoustic pressure wave propagation in the sonoreactor is simulated by solving the Helmholtz equation using a meshless numerical method. The paper implements both the state-of-the-art linear model and a nonlinear wave propagation model recently introduced by Louisnard (2012), and presents a novel iterative solution procedure for the nonlinear propagation model which can be implemented using any numerical method and/or programming tool. Comparative results regarding both the linear and the nonlinear wave propagation are shown. Effects of bubble size distribution and bubble volume fraction on the acoustic wave propagation are discussed in detail. The simulations demonstrate that the nonlinear model successfully captures the realistic spatial distribution of the cavitation zones and the associated acoustic pressure amplitudes.  相似文献   

14.
采用强脉冲激光器设计液体环境下刚性壁面空蚀实验平台,改变液体中含气量,利用高速相机观察不同含气量条件下激光空泡在壁面附近的脉动过程,并对刚性壁面造成的空蚀结果进行了观测。实验研究发现,随着液体中相对空气含量的提高,激光空泡脉动的最大尺寸增大,空泡的膨胀运动变剧烈,溃灭运动速度降低,空泡的溃灭强度降低,从而影响到溃灭冲击波和壁面微射流对刚性壁面的冲击速度,减弱了壁面空蚀,而液体中含气量的提高能够降低激光空泡对刚性壁面的空蚀程度。  相似文献   

15.
超声空化泡运动特性的研究进展   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
超声空化是一个极其复杂的物理现象,超声空化泡运动是影响超声空化效应的重要因素,研究超声空化泡的运动特性已受到学术界的极大重视。本文研究了近几年国内外学者基于超声作用下的空化泡运动特性的工作,从空化泡运动方程、数值模拟、实验研究等方面介绍了超声空化泡运动特性的研究进展。最后指出了研究中需解决的关键问题,同时对超声空化泡的研究趋势进行了展望。  相似文献   

16.
采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡,利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程,并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测。实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流,这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因。空泡与刚性壁面的无量纲距离在0.4~1.4之间时,刚性壁面首先受到高速冲击波的破坏,由于空泡的趋壁效应,空泡在第二次收缩过程中将在壁面附近对实验靶材产生高速微射流的空蚀破坏。且这两种作用机制在无量纲距离为1.0时,高速微射流对壁面的空蚀效果更加明显。  相似文献   

17.
激光空泡在刚性壁面附近空蚀特性   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡,利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程,并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测.实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流,这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因.空泡与刚性壁面的无量纲距离在0.4~1.4之同时,刚性壁面首先受到高速冲击波的破坏,由于空泡的趋壁效应,空泡在第二次收缩过程中将在壁面附近对实验靶材产生高速微射流的空蚀破坏.且这两种作用机制在无量纲距离为1.0时,高速微射流对壁面的空蚀效果更加明显.  相似文献   

18.
田淑爱  丁婷  田志鑫  杨录 《应用声学》2020,39(6):849-856
为了提高空化图像的质量,该文提出一种结合空化微泡母小波技术(CBWT)、波束合成和平方差值求和减影(SSD)的超快速主动空化成像方法。该方法首先发射平面波并接收空化回波信号;其次,基于RPNNP模型构建空化微泡母小波,对空化回波信号进行连续小波变换;再次,对获得的小波系数进行波束合成,包括延迟叠加算法(DAS)、最小方差算法(MV)和相干系数最小方差算法(MVCF),再结合SSD,得到空化图像。结果表明,与未采用CBWT相比,基于CBWT-DAS-SSD、CBWT-MV-SSD和CBWT-MVCF-SSD的空化噪声比分别提高了16.34 dB、15.07 dB、17.71 d B。该方法可提高空化成像质量,为空化动态实时监控提供参考。  相似文献   

19.
沈壮志 《物理学报》2015,64(12):124702-124702
以水为工作介质, 考虑了液体的可压缩性, 研究了驻波声场中空化泡的运动特性, 模拟了驻波场中各位置处空化泡的运动状态以及相关参数对各位置处空化泡在主Bjerknes力作用下运动方向的影响. 结果表明: 驻波声场中, 空化泡的运动状态分为三个区域, 即在声压波腹附近空化泡做稳态空化, 在偏离波腹处空化泡做瞬态空化, 在声压波节附近, 空化泡在主Bjerknes 力作用下, 一直向声压波节处移动, 显示不发生空化现象; 驻波场中声压幅值增加有利于空化的发生, 但声压幅值增加到一定上限时, 压力波腹区域将排斥空化泡, 并驱赶空化泡向压力波节移动, 不利于空化现象的发生; 当声频率小于初始空化泡的共振频率时, 声频率越高, 由于主Bjerknes 力的作用将有更多的空化泡向声压波节移动, 不利于空化的发生, 尤其是驻波场液面的高度不应是声波波长的1/4; 当声频率一定时, 空化泡初始半径越大越有利于空化现象的发生, 但当空化泡的初始半径超过声频率的共振半径时, 由于主Bjerknes力的作用将有更多的空化泡向声压波节移动, 不利于空化的发生.  相似文献   

20.
杨日福  洪旭烨 《应用声学》2018,37(4):455-461
本文基于流体动力学控制方程和VOF模型,在FLUENT 14.5软件环境下对超声空化泡进行数值模拟。首先研究了超声空化泡一个周期内的形态变化,并且利用空化泡形态变化的最大面积、最小面积、膨胀时间、收缩时间等数值结果分析超声参数对空化效果的影响。同时探究了双频超声作用下空化泡运动的变化,计算结果表明:在其他条件相同的情况下,在1~5MPa范围内,超声声压幅值为3MPa时空化效果最好;当超声频率大于20kHz时,空化效果随着超声频率的增大而降低。对于频率相同的双频超声,较声压幅值为其两倍的单频超声有更好的空化效果;对于频率不同的双频超声,空化效果受到频率差的影响。  相似文献   

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