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声场中次bjerknes力对微气泡分布的影响

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声场中次Bjerknes力对微气泡分布的影响

水中爆炸气泡与水底边界相互作用的水射流现象

2012'中国西部声学学术交流会

作者：刘文强沈壮志陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省物理研究所

本文分别采用粒子扩散限制聚集（DLA）模型,运用Matlab对声场微气泡群的分布进行数值模拟。本文只考虑次bjerknes力的作用下声场中微气泡群的分布特征。结果表明:在只考虑次bjerknes力的作用下,微气泡的分布形状与泡间距r的指数幂α有关... 详细信息

本文分别采用粒子扩散限制聚集（DLA）模型,运用Matlab对声场微气泡群的分布进行数值模拟。本文只考虑次bjerknes力的作用下声场中微气泡群的分布特征。结果表明:在只考虑次bjerknes力的作用下,微气泡的分布形状与泡间距r的指数幂α有关,只在指数幂α=6时,所模拟的微气泡分布形状与实际拍摄的分布图形非常相似。

关键词：声场气泡扩散限制聚集(DLA)模型 bjerknes力

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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爆炸与冲击 2011年第3期31卷 250-255页

作者：汪斌张远平王彦平中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室四川绵阳621900

应用开尔文冲量原理,分析了水中爆炸产生的气泡与水底边界相互作用产生水射流的主要影响因素,开展了气泡与水平放置的钢板相互作用水射流现象的实验研究工作。通过改变炸药到钢板的距离,得到不同爆距条件下,气泡与钢板相互作用形成水射... 详细信息

应用开尔文冲量原理,分析了水中爆炸产生的气泡与水底边界相互作用产生水射流的主要影响因素,开展了气泡与水平放置的钢板相互作用水射流现象的实验研究工作。通过改变炸药到钢板的距离,得到不同爆距条件下,气泡与钢板相互作用形成水射流的动态过程图像和气泡2次脉动压力。理论分析和实验结果均表明:随着爆距的减小,bjerknes力迅速增加,气泡与水平放置钢板相互作用产生水射流的临界条件为爆距小于气泡最大半径。水射流具有非常明显的方向性,对目标毁伤作用明显。

关键词：爆炸力学水射流气泡脉动水中爆炸 bjerknes力

两个等径蛋白质气泡在Bingham流体中振动特性

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物理学报 2010年第1期59卷 401-410页

作者：王海民马建敏张文上海理工大学动力工程学院上海200093 复旦大学力学与工程科学系上海200433

利用黏弹性膜构成的蛋白质气泡有限变形方程,并考虑一个气泡在Bingham流体中振动产生的bjerknes力对另一个气泡振动特性的影响,建立了两个等径蛋白质气泡在Bingham流体中振动的非线性方程.利用数值计算方法求解该方程,结果表明,增加Bing... 详细信息

利用黏弹性膜构成的蛋白质气泡有限变形方程,并考虑一个气泡在Bingham流体中振动产生的bjerknes力对另一个气泡振动特性的影响,建立了两个等径蛋白质气泡在Bingham流体中振动的非线性方程.利用数值计算方法求解该方程,结果表明,增加Bingham流体的塑性黏度,蛋白质气泡振幅衰减速度加快,振动周期增加,频率减小;当两个气泡间的距离减小时,气泡振动频率会增加,振幅衰减速度加快;初始半径小的气泡振动频率高,振幅衰减快,而且振动的频率和振幅衰减的速率越大;与单个气泡相比,两个蛋白质气泡在Bingham流体中振动时,振动具有更高的振动频率,而且振幅衰减速度更快.

关键词：蛋白质气泡 bjerknes力非线性振动 Bingham流体

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水中爆炸形成水射流现象的实验研究

哈尔滨工程大学学报 2010年第1期31卷 42-46页

作者：汪斌谭多望中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室四川绵阳621900

针对水中爆炸气泡脉动水射流现象,应用开尔文冲量原理,分析了水中爆炸产生的气泡与固壁相互作用形成水射流现象的主要影响因素,开展了气泡与竖直放置的钢板相互作用产生水射流现象的实验研究工作。通过改变炸药到钢板的距离,得到气泡和... 详细信息

针对水中爆炸气泡脉动水射流现象,应用开尔文冲量原理,分析了水中爆炸产生的气泡与固壁相互作用形成水射流现象的主要影响因素,开展了气泡与竖直放置的钢板相互作用产生水射流现象的实验研究工作。通过改变炸药到钢板的距离,得到气泡和钢板相互作用形成水射流的动态过程图像和水射流形成后的气泡二次脉动压力。理论分析和实验结果均表明:随着爆距的减小,bjerknes力迅速增加,气泡与钢板相互作用形成的水射流逐渐垂直于钢板壁面.水射流具有非常明显的方向性,对目标毁伤作用明显.

关键词：水中爆炸气泡脉动水射流 bjerknes力

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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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超声声场中气泡的锥状聚集现象

陕西师范大学学报（自然科学版） 2007年第4期35卷 45-48页

作者：王成会陕西师范大学应用声学研究所陕西西安710062

从非线性KZK(khokhlov-zabolotskaya-kuznetsov)方程出发,利用分离变量法,得到了换能器的声场分布表达式和声场分布图.结果表明,当轴向距离大于瑞利距离时,声压随距离增加逐渐减小到某一极限值,近似为平面波.声场中气泡锥状聚集主要发... 详细信息

从非线性KZK(khokhlov-zabolotskaya-kuznetsov)方程出发,利用分离变量法,得到了换能器的声场分布表达式和声场分布图.结果表明,当轴向距离大于瑞利距离时,声压随距离增加逐渐减小到某一极限值,近似为平面波.声场中气泡锥状聚集主要发生区域是声压较大且呈现梯度的区域,气泡脉动影响声场分布,气泡间的bjerknes力作用对气泡在高声压区的分布有调节作用,从而可引起声场出现锥状气泡结构现象.

关键词： KZK方程声场分布 bjerknes力气泡锥状聚集现象

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表面张力对近固壁二空化泡影响的数值研究

力学学报 2005年第1期37卷 100-104页

作者：张振宇王起棣张慧生复旦大学力学与工程科学系上海200433

在忽略浮力下，用边界积分方法数值模拟了表面张力对固壁之上且靠近固壁的二轴对称空化泡生长和溃灭的影响，发现在下空泡最大等效半径为上空泡一半情形，若固壁对下空泡的 bjerknes 力大于上空泡对下空泡的 bjerknes力，则表而张力的... 详细信息

在忽略浮力下，用边界积分方法数值模拟了表面张力对固壁之上且靠近固壁的二轴对称空化泡生长和溃灭的影响，发现在下空泡最大等效半径为上空泡一半情形，若固壁对下空泡的 bjerknes 力大于上空泡对下空泡的 bjerknes力，则表而张力的作用将使下空泡溃灭加速，使其向下的液体射流变强变宽；若固壁对下空泡的 bjerknes 力小于上空泡对下空泡的 bjerknes 力，则表面张力的作用将使下空泡溃灭变慢，使其向上射流变弱变细长；若这两个 bjerknes 力近于相等，则表面张力将会对下空泡溃灭有重大作用，如改变下空泡射流的方向甚至形式(如由环状变向下或由向上变环状)．当上空泡等于或小于下空泡时，表面张力将不会对这两个空泡的行为产生显著影响．定性地分析了表面张力作用的机理．

关键词：二空化泡固壁表面张力边界积分方法轴对称流 bjerknes力

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空泡溃灭的bjerknes效应

水动力学研究与进展（A辑） 2000年第3期15卷 337-341页

作者：何国庚罗军黄素逸华中理工大学动力工程系湖北武汉430074

根据 bjerknes力的基本理论和空泡动力学方程 ,推导出了空泡运动时 bjerknes力的表达式。在此基础上 ,对空泡溃灭时的 bjerknes力进行了计算和分析。

关键词：空泡溃灭 bjerknes力水动力学 bjerknes效应

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超声造影剂微泡间相互作用力理论研究

超声造影剂微泡间相互作用力理论研究

作者：高宇航华北电力大学

学位级别：硕士

目前,超声造影剂(简称UCA)正在超声造影、药物输送载体、以及组癌症治疗等领域扮演着重要的角色。例如在超声造影领域,由于其具有较大的散射率而使超声图像更加清晰。UCA微泡之间的最主要作用力被称为二阶bjerknes力,该力的存在可能导致... 详细信息

目前,超声造影剂(简称UCA)正在超声造影、药物输送载体、以及组癌症治疗等领域扮演着重要的角色。例如在超声造影领域,由于其具有较大的散射率而使超声图像更加清晰。UCA微泡之间的最主要作用力被称为二阶bjerknes力,该力的存在可能导致UCA微泡在局部聚集,从而影响UCA微泡功能的发挥。一种控制UCA微泡聚团的方式是通过外加声场控制二阶bjerknes力的大小和方向,防止微泡聚集,使UCA微泡移动到理想的位置完成靶向药物输送或形成广泛的分布从而强化造影效果。文献调研显示,已有文献对于UCA间的作用力(二阶bjerknes力)的研究并不充分。本文通过建立理论模型并采用扰动法和数值方法进行求解,对UCA微泡间的二阶bjerknes力及其影响因素做了分析和讨论。首先,本文通过UCA微泡的基本几何模型和UCA微泡间的几何联系与UCA微泡之间相互作用力的基本方程,得到了微泡振荡和辐射压力之间的关系表达式,并将其与没有外壳的普通压缩性气体微泡的表达式进行比较。主要的区别在于外壳的性质,其中最主要影响参数有微泡外壳的材料、动力粘度、内外表面张力;此外,UCA微泡外壳的存在带来阻尼系数的变化也都在公式中得到了反映。第二,使用扰动法对基本方程进行线性化求解,得到了UCA微泡的二阶bjerknes力的表达式,并对重要的参数进行解析解求解,分析这些参数对于微泡聚团的影响。这些参数包括微泡参数、外加声场参数以及壳体的特征参数等三个方面。通过解析解的求解,得到的结论有：壳体以及材料的变化,为影响微泡间二阶bjerknes力的主要影响因素,随着微泡外壳的厚度的增大可以使微泡的自然频率增加,进而影响二阶bjerknes力的大小和方向;微泡动力粘度的增加可以增加微泡的自然频率从而使微泡间的二阶bjerknes力的性质发生改变。第三,讨论了UCA微泡其他参数对于二阶bjerknes力的影响。主要结论有,UCA微泡的半径从两个方面影响二阶bjerknes力的变化：首先会对微泡自然频率有影响-随着UCA微泡半径的增大,其自然频率会下降;其次,当微泡的半径相对于微泡间距较大时,二阶bjerknes力的变化规律会改变。此外,微泡间的距离以及外加声场的频率也都与微泡的自然频率的变化相关,从而影响二阶bjerknes力。通过改变参数,可以控制UCA微泡的运动,削弱聚团现象。第四,对UCA微泡间二阶bjerknes力的基本方程的数值解进行求解,与已知的解析解进行对比,验证了解析解的正确性。

关键词：超声造影剂二阶 bjerknes力超声场数值计算