稳态空化泡的气泡动力学研究

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本文根据稳态声空化泡的周期颤动特征,提出了一种高精度测量气泡大小随时间演化过程的方法。这种方法运用了可数字移相的脉冲激光照明技术和长距离显微技术,具体通过激光器、声光调制器、脉冲发生器和长距离显微镜等实验仪器来实现。一系列不同相位的气泡图像直接显示了声空化泡半径的时间演化规律。实验结果能被Rayleigh-Plesset气泡动力学模型很好地拟合,同时还能得到重要的模型参数—声空化泡的平衡半径。这种实验方法由于采用了数字移相技术,拍摄相位可以通过计算机编程任意指定,特别是在减小照明光脉冲宽度之后,变步长的拍摄方式,可以在平缓区节省很多时间,而又不会在瞬变区丢失精度。它为揭示空化泡动力学特征提供了可靠的实验方法。 我们用这种方法得到了不同声压的气泡演化曲线和平衡半径与声压的关系。结果表明,平衡半径R0先随着驱动声压的增加而减小。当驱动声压达到1.2atm以后,平衡半径R0随着驱动声压的增大而增大。尽管最大半径和压缩相位与声压的关系与此相同,但是半径压缩比随着驱动声压的增大而增大,这表明增强驱动声压可以提高气泡的半径压缩比。而且理论计算表明,平衡半径R0的值是一个理想状态的值,是一个理论值,是不可以用实验直接测定的。我们认为用R—P方程与我们实验所得到的理论曲线相拟合是得到平衡半径R0的值的唯一方法。
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