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驻波声场中空化气泡之间的相互作用研究

振动与冲击 2021年第22期40卷 92-97页

作者：马艳赵飞燕姚曦宁夏师范学院物理与电子信息工程学院纳米结构及功能材料工程技术研究中心宁夏固原756000 陕西师范大学物理与电子信息技术学院西安710062

该研究从驻波声场特征出发,研究一对气泡在驻波声场中的振动特征及气泡之间的相互作用力。研究结果表明:驻波声场中波腹位置附近的气泡具有强烈的能量转换能力,能够在小振幅声压下做非线性振动,发生剧烈的空化现象,波节位置附近的气泡... 详细信息

该研究从驻波声场特征出发,研究一对气泡在驻波声场中的振动特征及气泡之间的相互作用力。研究结果表明:驻波声场中波腹位置附近的气泡具有强烈的能量转换能力,能够在小振幅声压下做非线性振动,发生剧烈的空化现象,波节位置附近的气泡只做微小的线性振荡;驻波声场中处于波腹位置处的两个气泡之间的相互作用最大,波节位置处两个气泡之间的相互作用力趋于0;驻波声场中两个气泡之间相互作用力的大小和方向取决于两个气泡在驻波声场中的位置、驱动声压振幅、驱动频率和两个气泡的初始半径等因素。

关键词：驻波声场气泡能量转换相互作用力

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驻波声场中直链颗粒团聚体运动的数值模拟

动力工程学报 2015年第4期35卷 287-291 340,340页

作者：杨旭峰凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

建立水平驻波声场中直链颗粒团聚体的动力学模型,利用数值模拟方法研究单分散颗粒凝并生成的直链颗粒团聚体的运动特性.结果表明:直链颗粒团聚体除发生周期性往复振动外,还在一定角度范围内来回转动,其振动不受所含原始颗粒个数的影响,... 详细信息

建立水平驻波声场中直链颗粒团聚体的动力学模型,利用数值模拟方法研究单分散颗粒凝并生成的直链颗粒团聚体的运动特性.结果表明:直链颗粒团聚体除发生周期性往复振动外,还在一定角度范围内来回转动,其振动不受所含原始颗粒个数的影响,转动频率随原始颗粒个数的增加而增大,与等体积球形颗粒差别显著;团聚体的平动不受初始夹角θ0的影响,而其转动范围由θ0决定,当0<θ0<π/2时,团聚体的转动范围为[-θ0,θ0];在团聚体初始位置由速度波节向波腹移动的过程中,其平动位移振幅和转动频率均增大;随着原始颗粒粒径的增大,团聚体平动位移振幅和转动频率均减小.

关键词：直链颗粒团聚体驻波声场 PM2.5 运动特性数值模拟

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强驻波声场中脉动速度特性

东南大学学报（自然科学版） 2008年第1期38卷 75-80页

作者：陈厚涛曹金祥章汝心沈湘林东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室南京210096

利用激光多普勒测速仪对管内空气强驻波声场中脉动速度特性进行了测量.实验结果表明:强声场对流场有很强的调制作用,使流场产生了与声波同频率的周期性脉动,且脉动幅度随着声场强度的增加而增大.管内声场强度不大时,实验值与理论值吻合... 详细信息

利用激光多普勒测速仪对管内空气强驻波声场中脉动速度特性进行了测量.实验结果表明:强声场对流场有很强的调制作用,使流场产生了与声波同频率的周期性脉动,且脉动幅度随着声场强度的增加而增大.管内声场强度不大时,实验值与理论值吻合较好;声场强度超过160dB后,出现了声湍流现象,实验测量值与理论计算值之间存在明显的偏差.当管内压力波幅处声场强度达到164dB时,距离反射板130mm位置处(sinkx=0.67)湍流脉动速度均方根值为3.50m/s,达到了该位置处脉动速度幅值的45%,表明强驻波场声湍流脉动非常剧烈.

关键词：驻波声场激光多普勒测速仪声振动速度声湍流

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可吸入颗粒物在驻波声场中运动的可视化研究

工程热物理学报 2007年第Z1期28卷 209-212页

作者：冷吟赵兵姚刚沈湘林东南大学洁净煤发电与燃烧技术教育部重点实验室江苏南京210096

采用可视化实验的方法,拍摄可吸入颗粒在驻波声场中的运动轨迹。根据拍摄结果,分别采用标尺测量、颗粒重力沉降特性和声波夹带特性计算颗粒粒径。实验表明,可吸入颗粒在声团聚室中受到声波夹带、重力作用和粘性力的影响。计算结果说明,... 详细信息

采用可视化实验的方法,拍摄可吸入颗粒在驻波声场中的运动轨迹。根据拍摄结果,分别采用标尺测量、颗粒重力沉降特性和声波夹带特性计算颗粒粒径。实验表明,可吸入颗粒在声团聚室中受到声波夹带、重力作用和粘性力的影响。计算结果说明,利用声波夹带特性可以准确计算颗粒粒径,颗粒的漂移现象是由漂移力引起。

关键词：可吸入颗粒 PM2.5 驻波声场可视化

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驻波声场中可吸入颗粒物漂移的影响因素分析

热能动力工程 2016年第1期31卷 81-86,135-136页

作者：宋晓通凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

综合考虑驻波声场中可吸入颗粒物受到的粘性夹带力、非稳定力和漂移力,建立颗粒动力学模型,基于变步长四阶龙格库塔算法,编制程序进行求解,得到不同漂移力条件下颗粒的漂移量值并与实验值相对比,确定关键的漂移力,在此基础上,对影响颗... 详细信息

综合考虑驻波声场中可吸入颗粒物受到的粘性夹带力、非稳定力和漂移力,建立颗粒动力学模型,基于变步长四阶龙格库塔算法,编制程序进行求解,得到不同漂移力条件下颗粒的漂移量值并与实验值相对比,确定关键的漂移力,在此基础上,对影响颗粒漂移的因素进行分析。结果表明:非对称漂移力是驻波声场中可吸入颗粒物发生漂移的决定因素,声辐射压力的影响很弱;颗粒的漂移引起其运动范围大大增加、间距减小,相互作用增强,促进了声凝并;颗粒是否发生漂移由初始位置决定,同一初始位置时,漂移量随颗粒粒径的增加先增大后减小,随声场强度的增加而迅速增加;在一定的声波作用时间下,存在一个对应于最大漂移量的声场频率,起初其值满足无量纲弛豫时间近似为1,随着声波作用时间的延长,该频率降低。

关键词：驻波声场可吸入颗粒物颗粒动力学漂移影响因素

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鼓泡塔中驻波声场调制大气泡的直接模拟

应用基础与工程科学学报 2007年第2期15卷 217-225页

作者：李彦鹏 Fan L.S. 长安大学环境科学与工程学院陕西西安710064 俄亥俄州立大学化学与分子生物工程系

采用直接数值模拟的方法,同时计算了鼓泡塔中高频驻波的生成、传播和一个直径5.55mm的大气泡与该驻波相互影响的行为.气液主流场采用考虑表面张力的粘性可压缩流体动力学基本方程和气液两相的状态方程来描述,可压缩气泡的界面行为由Leve... 详细信息

采用直接数值模拟的方法,同时计算了鼓泡塔中高频驻波的生成、传播和一个直径5.55mm的大气泡与该驻波相互影响的行为.气液主流场采用考虑表面张力的粘性可压缩流体动力学基本方程和气液两相的状态方程来描述,可压缩气泡的界面行为由Levelset方法耦合界面作用模型来处理,驻波声场通过与时间相关的传感器速度入口边界条件形成.模拟结果显示,反应器中形成了一个稳定的驻波声场;由于气泡的存在,均匀的压力场变成了轴对称分布的压力场;气泡容积以很小的振幅周期性收缩与膨胀.模拟结果还揭示了对于在驻波声场中的大尺寸气泡,Bjerknes力与浮力之比为20%—25%,与实验结果21%基本相符.

关键词：驻波声场气泡 Bjerknes力可压缩气液两相流

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驻波声场对层流火焰燃烧的影响

导弹与航天运载技术 2018年第5期 117-121页

作者：宋强聂万胜王辉苏凌宇杨新垒航天工程大学北京101416

设计了常温常压下驻波声场环境火焰燃烧的实验系统,将层流火焰放置在压力波节与压力波腹两者之间,通过调节扬声器发声分贝数和火焰位置,并采用高速摄影进行拍摄,开展了驻波声场对层流火焰燃烧影响的实验研究。结果表明:驻波声场的压力... 详细信息

设计了常温常压下驻波声场环境火焰燃烧的实验系统,将层流火焰放置在压力波节与压力波腹两者之间,通过调节扬声器发声分贝数和火焰位置,并采用高速摄影进行拍摄,开展了驻波声场对层流火焰燃烧影响的实验研究。结果表明:驻波声场的压力波腹和压力波节之间存在声辐射压力,影响火焰的燃烧进程;当火焰处于压力波腹与压力波节之间并且声场达到一定分贝时,火焰形态出现指向压力波腹的偏转,沿着压力波节至压力波腹火焰偏移角度逐渐减小,处于压力波腹处时,声辐射力消失,火焰恢复原样;此外,声压振荡增强了燃烧过程中的传热传质,促进了燃烧。

关键词：驻波声场火焰燃烧流动传质传热

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有限振幅驻波声场中的分岔实验研究

声学学报 1995年第3期20卷 170-173页

作者：刘克马大猷中国科学院声学研究所

在一维有限振幅驻波声场中观察到了分岔现象。除了理论所预期的高次谐波存在外，次谐波、分数谐波亦存在于有限振幅驻波声场中。随基波声压级提高，最终达到混饨状态。

关键词：有限振幅驻波声场分岔实验

非均匀介质驻波声场纹影法成像及其声速测量的改善

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实验室研究与探索 2020年第12期39卷 46-50页

作者：陈水桥程诗卓郭鹍陆子毅许熠辉浙江大学物理学系杭州310027 浙江大学竺可桢学院杭州310027

利用超声波驻波声场的声能量密度在空间呈周期分布的性质,结合纹影法,对空气介质中28 k Hz超声波形成的驻波声场进行成像,使得超声波驻波声场的某些特性可视化,进而更加精准测量其波长和声速值。用光线折射几何理论证明了光的不均匀性... 详细信息

利用超声波驻波声场的声能量密度在空间呈周期分布的性质,结合纹影法,对空气介质中28 k Hz超声波形成的驻波声场进行成像,使得超声波驻波声场的某些特性可视化,进而更加精准测量其波长和声速值。用光线折射几何理论证明了光的不均匀性所导致的光的折射和弯曲程度与x、y平面内各自折射率梯度成正比,并推导了光线的偏折角计算公式。为使图像更加形象可视,在MATLAB中先对纹影图像做灰度直方图均衡化,再进行灰度-颜色映射处理,得到了较好伪彩色纹影图,使实验数据测量更加便利。最后利用本文方法推导了声速测量公式,准确测量了速度值,并用数理方法分析了仪器系统的灵敏度。

关键词：光线偏折角声能量密度直方图均衡化驻波声场纹影成像声速测量