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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 62 毫秒
1.
本文对液体内的声空化气泡的成长与破裂过程进行数值计算,得到各种情况下气泡壁的运动情况.通过对不同初始半径、不同频率下声空化气泡运动的计算,得到空化气泡半径小于共振半径,可以增强空化效果,而单一的增强声场的频率并不一定能加强声空化效果,为增强空化效果提供理论依据.研究各种信号作用下声空化气泡成长情况,明确方波信号激励下的...  相似文献   

2.
两种气泡混合的声空化   总被引:1,自引:0,他引:1  
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   

3.
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   

4.
声空化机械效应是聚焦超声治疗的重要物理机制. 以脂类包膜微泡/纳米相变液滴为空化核可显著地增强空化效应, 本文耦合空化动力学、组织和脂类包膜黏弹性模型, 构建了组织内脂类包膜微泡声空化动力学模型, 数值分析了微泡声空化动力学行为以及周围组织内机械应力的时空分布规律, 并探究了包膜材料、组织黏弹性和驱动声压等关键参数的影...  相似文献   

5.
理论及实验研究了微气泡激发的声微流对声孔效应的影响。实验采用低幅度(0.05~0.3MIPa)连续超声波信号照射MCF-7细胞,PEI:DNA的复合质粒和造影剂气泡的混合溶液,通过扫描电子显微镜测量细胞膜声孔效应。结果表明声孔大小随着激励声压的幅度和照射时间的增加而增大,平均孔径范围为100 nm~1.25μm。基于Marmottant微气泡振动模型的理论计算结果表明微气泡振动所产生的声微流引起的剪切力在低幅度超声引发声致穿孔作用中起着关键作用。  相似文献   

6.
硫酸中多气泡声致发光光谱   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
安宇 《应用声学》2013,32(3):205-211
非线性声波方程与气泡脉动方程联立, 可以描述声空化云中的声场以及任何一个气泡的脉动过程,为数值计算空化场问题提供了理论框架.计算的声压分布变化可以用来计算单气泡动力学,了解任何位置处气泡发光过程以及气泡内气体温度和压强变化等. 对浓硫酸中氙气泡空化云的计算定性符合实验观测, 只有钠原子线谱的计算结果相比实验观测有些出入.  相似文献   

7.
超声波降解有机物溶液的气泡动力学研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
徐峥  许坚毅  刘晓峻 《声学学报》2009,34(2):180-186
在超声波降解有机物溶液过程中,超声空化产生的高温高压以及空化泡振荡产生的激波在有机物溶液的降解中发挥重要作用.本文通过对超声波作用下气泡动力学的研究,讨论了超声波声压、频率、气泡初始半径等参量对有机物溶液降解效率的影响.研究发现,存在使降解效率极大的声压和频率。在空化稳定的情况下,存在一个使降解效率极大的气泡初始半径,降解效率随着黏滞系数的增大而减小。研究还发现,双频超声作用的空化效果比单频超声作用时强,与双频超声作用下有机物溶液降解率较大这一实验结果一致。  相似文献   

8.
许龙  汪尧 《物理学报》2023,(2):159-165
为了对双泡耦合的声空化过程进行模拟,本文从流体动力学控制方程和流体体积分数模型出发,在Fluent软件中构建双泡耦合超声空化三维有限元仿真模型,对超声波驱动下流体中双泡耦合声空化动力学过程进行数值模拟,并通过对空化气泡周围声场的变化进行分析研究双泡耦合声空化的非线性动力学特性.结果显示:在超声波驱动下,球形气泡先缓慢扩张,扩张到最大半径后迅速收缩直至溃灭;耦合双气泡间存在相互作用力,使得空化气泡的扩张受到抑制、气泡收缩时间增长;空化气泡在收缩阶段的能量转换能力增强,相比单气泡声空化,耦合双气泡溃灭时气泡内部的压强更大.本文分析结果将为超声空化泡群的动力学过程模拟提供参考.  相似文献   

9.
气泡的大振幅振动及其在声致发光和空化核聚变中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
钱祖文 《物理》2004,33(4):266-271
评述了气泡大振幅振动方程,特别是R—P方程的来龙去脉,指出了该方程所存在的缺陷并对它进行了修正,将修正方程的数值解和R—P方程的数值解作了比较,在此基础上,对与气泡振动方程有关的应用(如声致发光和空化核聚变)情况作了分析。  相似文献   

10.
含气泡液体中气泡振动的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
王勇  林书玉  莫润阳  张小丽 《物理学报》2013,62(13):134304-134304
研究了含气泡液体中单个气泡在驱动声场一定情况下的振动过程. 让每次驱动声场作用的时间特别短, 使气泡半径发生微小变化后再将其变化反馈到气泡群对驱动声场的散射作用中去, 从而可以得到某单个气泡周围受气泡散射影响后的声场, 接着再让气泡在该声场作用下做短时振动, 如此反复. 通过这样的方法, 研究了液体中单个气泡的振动情况并对其半径变化进行了数值模拟, 结果发现, 在液体中含有大量气泡的情况下, 某单个气泡的振动过程明显区别于液体中只有一个气泡的情况. 由于大量气泡和驱动声场的相互作用, 使气泡半径的变化存在多种不同的振动情况, 在不同的气泡大小和含量的情况下, 半径变化过程分别表现为: 在平衡位置附近振荡的过程; 周期性的空化过程; 一次空化过程后保持某一大小振荡的过程; 增长后维持某一大小振荡的过程等. 所以, 对于含气泡液体中气泡振动的研究, 在驱动声场一定的情况下, 必须考虑气泡含量的因素.关键词:含气泡液体超声空化散射数值模拟  相似文献   

11.
双泡超声空化计算分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
卢义刚  吴雄慧 《物理学报》2011,60(4):46202-046202
将由速度势叠加原理得到的双泡超声空化动力学微分方程归一化,通过matlab语言编程计算,分析了水中空化泡的线度、双泡间距、声压幅值、声波频率等因素对空化过程的影响. 在双泡超声空化动力学微分方程中引入双频超声,探讨了双泡双频超声问题. 研究表明泡的线度是决定空化特性的主要因素,声压幅值对空化特性的影响最大,其次是超声波的频率;双泡间的相互作用影响空化特性,这种影响随双泡间距的增大而减弱;双频超声对双泡空化特性的影响有限,这种影响在两超声分量的声压幅值相等时较强.关键词:超声空化双泡双频超声  相似文献   

12.
应崇福 《物理》2002,31(8):490-495
简要概述了20世纪20年代起多泡声空化的发现、研究和应用,随后重点介绍了20世纪90年代初实现的稳态单一气泡;由于它的实现,对声空化的实验研究和理论研究迅速取得进展,特别是在对气泡内部的极端条件(高温、高压、高密度)以及对气泡内声致发光的机理研究方面,同时还介绍了我国早在20世纪60年代实现的瞬态单一泡以及近期的一些实验结果。文章最后提到2002年3月美国报道的声空化核辐射实验,这个实验正在激发人们对声空化的更多关注。  相似文献   

13.
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   

14.
Based on the introduction of international progress, our investigations on acoustic cavitation have been reported. Firstly we considered the cavity’s dynamics under the drive of the asymmetrical acoustic pressure. An aspheric dynamical model was proposed and a new stable and aspheric solution was found in numerical simulation of the theoretical framework of the aspheric model. Then, a dual Mie-scattering technique was developed to measure the cavity’s aspheric pulsation. A significant asynchronous pulsation signal between two Mie-scattering channels was caught in the case of large cavity driven by low acoustic pressure. As a direct deduction, we observed an evidence of cavity’s aspheric pulsation. Furthermore, we studied the dependency of the asynchronous pulsation signal on the various parameters, such as the amplitude and frequency of the driving acoustic pressure, and the surface tension, viscosity and gas concentration of the liquid. Finally, we introduced a new numeric imaging technique to measure the shapes of the periodic pulsation cavities. The time-resolution was in the order of 20 ns, one order of magnitude lower than that in the previous work, say, 200 ns.  相似文献   

15.
Sonoporation—transient plasma membrane perforation elicited by the interaction of ultrasound waves with microbubbles—has shown great potential for drug delivery and gene therapy. However, the heterogeneity of sonoporation introduces complexities and challenges in the realization of controllable and predictable drug delivery. The aim of this investigation was to understand how non-acoustic parameters (bubble related and bubble-cell interaction parameters) affect sonoporation. Using a customized ultrasound-exposure and fluorescence-imaging platform, we observed sonoporation dynamics at the single-cell level and quantified exogenous molecular uptake levels to characterize the degree of sonoporation. Sonovue microbubbles were introduced to passively regulate microbubble-to-cell distance and number, and bubble size. 1 MHz ultrasound with 10-cycle pulse duration and 0.6 MPa peak negative pressure were applied to trigger the inertial collapse of microbubbles. Our data revealed the impact of non-acoustic parameters on the heterogeneity of sonoporation. (i) The localized collapse of relatively small bubbles (diameter, D < 5.5 μm) led to predictable sonoporation, the degree of which depended on the bubble-to-cell distance (d). No sonoporation was observed when d/D > 1, whereas reversible sonoporation occurred when d/D < 1. (ii) Large bubbles (D > 5.5 μm) exhibited translational movement over large distances, resulting in unpredictable sonoporation. Translation towards the cell surface led to variable reversible sonoporation or irreversible sonoporation, and translation away from the cell caused either no or reversible sonoporation. (iii) The number of bubbles correlated positively with the degree of sonoporation when D < 5.5 μm and d/D < 1. Localized collapse of two to three bubbles mainly resulted in reversible sonoporation, whereas irreversible sonoporation was more likely following the collapse of four or more bubbles. These findings offer useful insight into the relationship between non-acoustic parameters and the degree of sonoporation.  相似文献   

16.
A modified U-tube conical bubble sonoluminescence device is used to study the conical bubble photoluminescence. The spectra of conical bubble sonoluminescence at different concentrations of rhodamine 6G (Rh6G) solution in 1,2-propanediol have been measured. Results show that the sonoluminescence from the conical bubbles can directly excite Rh6G, which in turn can fluoresce. The light emission of this kind is referred to as conical bubble photoluminescence. The maximum of fluorescence spectral line intensity in the conical bubble photoluminescence has a red shift in relative to that of the standard photo-excited fluorescence, which is due to the higher self-absorption of Rh6G, and the spectral line of conical bubble photoluminescence is broadened in width compared with that of photo-excited fluorescence.  相似文献   

17.
A. Prosperetti 《Ultrasonics》1984,22(3):115-124
Large-amplitude radial oscillations of gas bubbles are briefly illustrated with the aid of numerical examples. The origin and possible effects of pressure-radiation forces are considered and an estimate of the coalescence time under their action is given. Non-spherical oscillations, the related problem of the fragmentation of oscillating bubbles by instability of the spherical shape, and sound propagation in bubbly liquids conclude the review.  相似文献   

18.
A model system consisting of a thin layer of vacuum-deposited metallic aluminium on a glass microscope slide was developed to demonstrate the effectiveness of cavitational activity (occurring within the cooling water supply of a dental ultrasonic descaler operating at 25 kHz) in the removal of particulate matter from solid surfaces. The pattern of particulate matter removal using this model system demonstrated both the mechanism of bubble activity and the erosive nature of microbubbles.Non-resonant bubbles were formed by surface wave activity and adhered to the surface of the slide. There was some removal of the aluminium metal at the periphery of the bubble (probably by a microstreaming mechanism) giving a ‘ghost’ outline. The majority of aluminium removal was caused by numerous microbubbles of non-resonant sizes (typically 1 to 2 μm diameter) formed by surface wave induced fragmentation of the parent bubble.The damaging and erosive effects of transient cavitational activity appear to be the result of sub-resonant sized microbubble formation from larger parent bubbles.  相似文献   

19.
圆锥气泡发光的光谱性质   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在改进的U型管装置中观察到一种圆锥气泡声致发光现象。声致发光产生的单个光脉冲的能量可达到约1.4 毫焦. 脉冲宽度约100 毫秒。发光光谱由连续光谱上叠加C2,CN,和CH的激发态光谱构成。这种圆锥气泡声致发光为单泡声致发光和多泡声致发光提供了一种联系。  相似文献   

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