【摘要】：本文從均勻球狀泡群內(nèi)氣泡非線性振動(dòng)方程出發(fā)分析了驅(qū)動(dòng)聲壓幅值、聲波頻率和液體環(huán)境對(duì)空化氣泡振動(dòng)特性的影響.數(shù)值分析結(jié)果表明:超聲波驅(qū)動(dòng)下的非線性振動(dòng)氣泡存在不穩(wěn)定響應(yīng)區(qū),不穩(wěn)定響應(yīng)區(qū)主要分布在聲波頻率小于5 0 kHz的低頻區(qū)和平衡半徑小于1 0μm的微泡尺寸范圍;平衡半徑為3μm左右的空化微泡有較強(qiáng)的聲響應(yīng)能力和不穩(wěn)定性,在特定的液體和聲環(huán)境中,極易受到擾動(dòng)生長(zhǎng)為平衡半徑更大的氣泡;驅(qū)動(dòng)聲波頻率一定的情況下,隨著驅(qū)動(dòng)聲波壓力的增加,氣泡的非線性共振頻率降低,聲場(chǎng)中氣泡的共振尺寸減小;平衡半徑大的氣泡空化閾值低,更容易引起空化效應(yīng).液體內(nèi)溶解氣體濃度影響空化進(jìn)程以及空化聲壓閾值,溶解氣體濃度越低空化閾值越高.
[Abstract]:In this paper, the effects of the amplitude of driving sound pressure, the frequency of acoustic waves and the liquid environment on the vibration characteristics of cavitation bubbles are analyzed based on the nonlinear vibration equation of bubbles in a uniform spherical bubble group. The numerical results show that there is an unstable response region in the nonlinear vibration bubble driven by ultrasonic wave. The unsteady response region is mainly distributed in the low frequency region with acoustic frequency less than 50 kHz and the microbubble size with a balance radius of less than 10 渭 m. The cavitation microbubbles with a balance radius of about 3 渭 m have strong acoustic response ability and instability. In a specific liquid and acoustic environment, they are easily disturbed to grow into bubbles with a larger equilibrium radius, and the sound waves are driven by a constant frequency of sound waves. With the increase of the pressure of driving sound wave, the nonlinear resonance frequency of the bubble decreases, the resonance size of the bubble decreases in the sound field, and the cavitation threshold of the bubble with large equilibrium radius is low, which is more likely to cause cavitation effect. The concentration of dissolved gas in liquid affects the cavitation process and the threshold of cavitation sound pressure, and the lower the concentration of dissolved gas is, the higher the cavitation threshold is.
【作者單位】： 陜西師范大學(xué)超聲學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):11204168,11474191) 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金(編號(hào):Gk201603102)資助項(xiàng)目
【分類(lèi)號(hào)】：O35

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本文編號(hào)：2156616