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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 203 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       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   

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.
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   

6.
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   

7.
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   

8.
含气泡液体中气泡振动的研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
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   

9.
超声空化的研究方法及进展   总被引:10,自引:5,他引:10       下载免费PDF全文
综述了超声空化研究的各种方法及研究进展,总结了空化研究中存在的问题,简要介绍了超声空化在基因导入方面应用的新进展。  相似文献   

10.
球状泡群内气泡的耦合振动   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
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   

11.
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   

12.
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   

13.
双泡超声空化计算分析   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
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   

14.
Bubble dynamics has been recognized as being responsible for many effects in ultrasonic fields, for example cleaning and destruction of surfaces, and emulsification. To improve the performance of ultrasonic devices which make use of these effects some knowledge of the dynamics of cavitation bubbles is needed. One of the main means of studying bubble dynamics is high speed photography in conjunction with some suitable bubble production mechanism to get rid of the statistical appearance of bubbles encountered in ultrasonic cavitation. Results of jet and vortex ring formation obtained mainly with spark-and laser-produced bubbles are reported and demonstrated in a series of frames.  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.
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   

17.
通过压电陶瓷(PZT)水听器获取了液体中激光空泡脉动辐射的声波,并计算了激光空泡在第1次脉动过程中泡内的含气量,结合空泡含气量对空泡最大半径及脉动周期影响的分析,进而分析了含气量对空泡声波频谱特性的影响。分析结果表明:激光空泡第1次脉动过程中泡内的含气量随着作用激光能量的增加而增加,含气量的多少将直接影响空泡运动的剧烈程度;含气量越多,空泡脉动越缓慢,脉动周期越长,空泡脉动辐射声波的峰值频率有向低频移动的趋势。  相似文献   

18.
通过压电陶瓷(PZT)水听器获取了液体中激光空泡脉动辐射的声波,并计算了激光空泡在第1次脉动过程中泡内的含气量,结合空泡含气量对空泡最大半径及脉动周期影响的分析,进而分析了含气量对空泡声波频谱特性的影响。分析结果表明:激光空泡第1次脉动过程中泡内的含气量随着作用激光能量的增加而增加,含气量的多少将直接影响空泡运动的剧烈程度;含气量越多,空泡脉动越缓慢,脉动周期越长,空泡脉动辐射声波的峰值频率有向低频移动的趋势。  相似文献   

19.
超声振动珩磨作用下空化泡动力学及影响参数   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
为了合理利用超声振动珩磨作用下的空化效应,以磨削区单个空化泡为研究对象,考虑珩磨头合成扰动速度和珩磨压力的作用建立了磨削区空化泡的动力学模型。数值模拟了空化泡初始半径,珩磨压力,液体静压力和超声声压幅值对磨削区空化效应的影响。研究表明考虑超声振动珩磨作用时,空化泡膨胀的幅值会受到抑制,其溃灭时间也会缩短,而且较容易出现稳态空化。珩磨压力和液体静压力对磨削区空化主要起抑制作用,超声波声压幅值在一定范围内能够促进磨削区空化效果的提升。本文的研究为进一步理解超声振动珩磨的空化机理提供了理论支持。  相似文献   

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