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本文主要研究与单泡声致发光相关的气泡动力学问题。
从流体力学的基本理论出发,研究非球对称声场驱动下的气泡的振动,得到了非球对称气泡的演化方程。数值计算表明,在不同的驱动和流体参数下,非球对称形状既可以迅速增大,导致气泡崩溃;也可以逐渐消逝,气泡趋于球形。在合适的条件下,还可以保持稳定的、周期的非球形振动。这是传统的Rayleigh球形气泡动力学所不能给出的。
单泡声致发光来自于气泡经过缓慢膨胀之后的急剧塌缩的过程,而形成这种急剧塌缩是合适的高阶谐波振动的结果。基于线性叠加的思想,提出自相似驱动的概念,即用与半径振动形状相似的声压来驱动气泡。数值结果表明,自相似驱动声压能够有效地增强单泡声致发光的强度,与最优化驱动比较,发现在双频驱动时能够达到相同的效果,驱动的波形也非常接近。因此,为最优化驱动提供了一个物理的图景,也给出了一种可用于实验的提升声致发光强度的方法。