球状泡群内气泡的耦合振动?

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王成会, 莫润阳, 胡静, 陈时. 2015: 球状泡群内气泡的耦合振动?, 物理学报, null(23): 234301. doi: 10.7498/aps.64.234301
引用本文: 王成会, 莫润阳, 胡静, 陈时. 2015: 球状泡群内气泡的耦合振动?, 物理学报, null(23): 234301. doi: 10.7498/aps.64.234301
Wang Cheng-Hui, Mo Run-Yang, Hu Jing, Chen Shi. 2015: Coupled oscillation of bubbles in a spherical bubble cluster, Acta Physica Sinica, null(23): 234301. doi: 10.7498/aps.64.234301
Citation: Wang Cheng-Hui, Mo Run-Yang, Hu Jing, Chen Shi. 2015: Coupled oscillation of bubbles in a spherical bubble cluster, Acta Physica Sinica, null(23): 234301. doi: 10.7498/aps.64.234301

球状泡群内气泡的耦合振动?

Coupled oscillation of bubbles in a spherical bubble cluster

  • 摘要: 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5μm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。
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-12-15

球状泡群内气泡的耦合振动?

  • 陕西师范大学超声学重点实验室,西安,710062

摘要: 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5μm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。

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