空化泡在外部聲場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生泡壁穩(wěn)定性變化,這種穩(wěn)定性變化在水力機(jī)械、噪聲控制、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有重要作用。例如,當(dāng)空化泡在水輪機(jī)葉片表面附近破滅時(shí),其內(nèi)部產(chǎn)生的微射流會(huì)對(duì)金屬壁面造成沖擊、傷害,甚至產(chǎn)生裂痕。而空化泡的表面在不斷膨脹、縮小的過程中也會(huì)產(chǎn)生壓力脈沖,引起局部、甚至全局流動(dòng)狀態(tài)的變化,影響水力機(jī)械的運(yùn)行�？栈莸姆�(wěn)定性反映了空化泡自身維持穩(wěn)定振蕩的狀態(tài),主要分為四類:球形穩(wěn)定性、剛度穩(wěn)定性、擴(kuò)散穩(wěn)定性以及位置穩(wěn)定性。前三種穩(wěn)定性均與空化泡的徑向運(yùn)動(dòng)模式有關(guān),而位置穩(wěn)定性指空化泡在聲場(chǎng)中的空間位置變化,因此在本文不做討論。文獻(xiàn)調(diào)研顯示,針對(duì)多種復(fù)雜空化泡表面穩(wěn)定性及其所涉及的傳質(zhì)擴(kuò)散過程的研究并不充分。本文通過理論分析和數(shù)值建模研究了多種復(fù)雜空化泡(蒸汽泡、非凝結(jié)氣體泡及汽氣混合泡)在牛頓流體(如水)中的振蕩特性及其穩(wěn)定性狀態(tài),其結(jié)果對(duì)水力機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行等領(lǐng)域有重要的指導(dǎo)意義。首先,針對(duì)空化泡的振蕩模型,本文推導(dǎo)了完整的復(fù)雜空化泡徑向運(yùn)動(dòng)方程。該方程考慮了傳質(zhì)作用和流體可壓縮性對(duì)于空化泡泡壁運(yùn)動(dòng)的影響。采用小擾動(dòng)法對(duì)完整的空化泡運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行求解,進(jìn)而得到了傳質(zhì)作用及多種耗散...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
術(shù)語表
第1章 緒論
    1.1 復(fù)雜空化泡穩(wěn)定性的研究目的和意義
    1.2 復(fù)雜空化泡的穩(wěn)定性及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 球形穩(wěn)定性
        1.2.2 剛度穩(wěn)定性
        1.2.3 擴(kuò)散穩(wěn)定性
        1.2.4 位置穩(wěn)定性
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 復(fù)雜空化泡振蕩的基本理論模型
    2.1 聲場(chǎng)中的空化泡振蕩模型
    2.2 聲空化穩(wěn)定性模型及推導(dǎo)
        2.2.1 球形穩(wěn)定性
        2.2.2 剛度穩(wěn)定性
    2.3 本章小結(jié)
第3章 蒸汽泡在牛頓流體中的振蕩特性
    3.1 蒸汽泡耗散的理論模型
    3.2 蒸汽泡振蕩過程中的耗散機(jī)制
        3.2.1 蒸汽泡總耗散的變化
        3.2.2 蒸汽泡耗散的組分分析
        3.2.3 蒸汽泡耗散機(jī)理的影響因素
    3.3 蒸汽泡的熱力學(xué)多變指數(shù)
    3.4 蒸汽泡的自然頻率
    3.5 蒸汽泡表面無量綱溫度變化
    3.6 本章小結(jié)
第4章 蒸汽泡的球形與剛度穩(wěn)定性
    4.1 蒸汽泡的穩(wěn)定性邊界
    4.2 蒸汽泡的穩(wěn)定性影響因素
        4.2.1 空化泡半徑
        4.2.2 聲場(chǎng)頻率
    4.3 頻率極限下的穩(wěn)定性
    4.4 本章小結(jié)
第5章 汽氣混合氣體泡的球形與剛度穩(wěn)定性
    5.1 汽氣混合氣體泡與非凝結(jié)氣體泡、蒸汽泡的穩(wěn)定性比較
    5.2 汽氣混合氣體泡穩(wěn)定性的外部影響因素
        5.2.1 聲場(chǎng)聲壓幅值
        5.2.2 聲場(chǎng)頻率
        5.2.3 流體溫度
    5.3 汽氣混合氣體泡穩(wěn)定性的內(nèi)部影響因素
        5.3.1 汽氣混合氣體泡的半徑
        5.3.2 氣混合氣體泡的組成成分
        5.3.3 汽氣混合氣體泡的諧波階次
    5.4 汽氣混合氣體泡的穩(wěn)定性邊界
    5.5 汽氣混合氣體泡在頻率極限下的穩(wěn)定性
    5.6 本章小結(jié)
第6章 非凝結(jié)氣體泡的擴(kuò)散穩(wěn)定性
    6.1 非凝結(jié)氣體泡的擴(kuò)散穩(wěn)定性的理論模型
    6.2 非凝結(jié)氣體泡的修正擴(kuò)散模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.3 非凝結(jié)氣體泡的穩(wěn)定性狀態(tài)
    6.4 非凝結(jié)氣體泡穩(wěn)定性的影響因素
        6.4.1 非凝結(jié)氣體飽和度
        6.4.2 外部聲場(chǎng)角頻率
        6.4.3 非凝結(jié)氣體泡的平衡半徑
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3802001