低频超声空化场中柱状泡群内气泡的声响应?

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王成会, 莫润阳, 胡静. 2016: 低频超声空化场中柱状泡群内气泡的声响应?, 物理学报, 65(14): 144301. doi: 10.7498/aps.65.144301
引用本文: 王成会, 莫润阳, 胡静. 2016: 低频超声空化场中柱状泡群内气泡的声响应?, 物理学报, 65(14): 144301. doi: 10.7498/aps.65.144301
Wang Cheng-Hui, Mo Run-Yang, Hu Jing. 2016: Acoustic resp onse of bubbles inside a cylindrical cavitationbubble cluster generated by low-frequency ultrasound, Acta Physica Sinica, 65(14): 144301. doi: 10.7498/aps.65.144301
Citation: Wang Cheng-Hui, Mo Run-Yang, Hu Jing. 2016: Acoustic resp onse of bubbles inside a cylindrical cavitationbubble cluster generated by low-frequency ultrasound, Acta Physica Sinica, 65(14): 144301. doi: 10.7498/aps.65.144301

低频超声空化场中柱状泡群内气泡的声响应?

Acoustic resp onse of bubbles inside a cylindrical cavitationbubble cluster generated by low-frequency ultrasound

  • 摘要: 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,得到了均匀柱状泡群内振动气泡的动力学方程,以此为基础分析了低频超声空化场中柱形气泡聚集区内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,降低了气泡的自然频率,增强了气泡的非线性声响应。随着气泡数密度的增加,气泡的自然共振频率降低,受迫振动气泡受到的抑制增强。数值分析结果表明:1)驱动声波频率越低,气泡的初始半径越小,气泡数密度变化对气泡最大半径变化幅度的影响越大;2)气泡振动幅值响应存在不稳定区,不稳定区域分布与气泡初始半径、驱动声波压力幅值、驱动声波频率等因素有关。在低频超声波作用下,对初始半径处在1—10μm之间的空化气泡而言,气泡初始半径越小,气泡最大半径不稳定区分布范围越大,表明小气泡具有更强的非线性特征。因此,气泡初始半径越小,声环境变化对空化泡声响应稳定性影响越显著。
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-07-30

低频超声空化场中柱状泡群内气泡的声响应?

  • 陕西师范大学,超声学重点实验室,西安 710062

摘要: 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,得到了均匀柱状泡群内振动气泡的动力学方程,以此为基础分析了低频超声空化场中柱形气泡聚集区内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,降低了气泡的自然频率,增强了气泡的非线性声响应。随着气泡数密度的增加,气泡的自然共振频率降低,受迫振动气泡受到的抑制增强。数值分析结果表明:1)驱动声波频率越低,气泡的初始半径越小,气泡数密度变化对气泡最大半径变化幅度的影响越大;2)气泡振动幅值响应存在不稳定区,不稳定区域分布与气泡初始半径、驱动声波压力幅值、驱动声波频率等因素有关。在低频超声波作用下,对初始半径处在1—10μm之间的空化气泡而言,气泡初始半径越小,气泡最大半径不稳定区分布范围越大,表明小气泡具有更强的非线性特征。因此,气泡初始半径越小,声环境变化对空化泡声响应稳定性影响越显著。

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