超声场中单气泡的平移和非球形振动

作     者：吴学由 梁金福 Wu Xue-You;Liang Jin-Fu

作者机构：贵州师范大学物理与电子科学学院贵阳550025 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第18期

页      面：189-196页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11864007 11564006)资助的课题 

主　　题：空化泡 平移 非球形振动 非稳定性 

摘      要：基于摄动理论和广义伯努利方程,推导出单气泡在超声场中径向振动方程、平移方程和气泡形变方程.数值计算这3个方程,可以得到气泡半径、气泡中心的位移和气泡形变随时间的演化图.计算结果表明:当气泡初始半径和驱动声压不变时,气泡中心初始平移速度增大,气泡径向振动几乎不变,但气泡中心位移和形变量增大,气泡非球形振动愈加明显.当初始平移速度比较小时,气泡的R_(0)-p_(a)相图中,不稳定区域仅集中在高驱动声压区域.随着气泡中心初始平移速度不断增大,半径和驱动声压均较小的区域开始呈现不稳定性,且整体不稳定空间范围逐渐增大.另外,气泡在声驻波场中不同位置呈现出不同的振动特征.离波腹点越近的气泡,其径向振动幅度越大,但气泡的平移和形变量变化很小,R_(0)-p_(a)相图中不稳定性区域平面分数之间的误差小于4%.