液体中包膜气泡的非线性振动特性

1引言 液体中气泡振动学是一个具有理论及实用意义的课题,以往已有很多研究,并取得了相当的进展[1-4].一般自由气泡在液体中容易溶解,而如在气泡外附加一粘弹材料表面层则可使气泡在液体中的稳定性大大提高.因此包膜气泡更具有实用价值,已作为超声造影剂获得重要应用.包膜气泡的应用研究已涉及气泡的线性散射,非线性二次谐波成像.近年来更出现次谐波成像的研究,Church推导了包膜气泡模型并给出了弱非线性情况下的逐级近似解[5].但是至今尚无用动力学方法分析包膜气泡非线性特性的相关工作.     

含气泡液体的非线性参数和气泡浓度

本文对含气泡液体的非线性参数与气泡浓度的相互关系进行了实验测量,测量结果与理论预期一致,这一结果可以作为用非线性声学测量方法估计含气泡液体中的气泡浓度与分布。     

超声造影剂的强非线性声学特性

含气泡的水具有非常强的非线性声学特性。而超声造影剂则能在流体介质比如血液中产生大量的悬浮气泡。这种气泡在时域是非稳态的。它在强的超声波的驱动下会产生振动，当驱动的频率和强度适当时，会形成共振，从而表现出非常强的非线性。这种自由气泡的共振又会产生声波，从而使声场表现为非线性。本文从理论上分析了这种介质的非线性声学特性，并将超声造影剂注入水中，使其产生相当数量的悬浮自由气泡，以造成这样一种含气泡的流体介质的声学环境，进行超声驱动。从所含气泡的粒度、数量以及声场的非线性特性等方面进行了分析对比，结果表…     

流体气泡检测仪

一、前言 在感光乳剂的输送过程中,在医学领域的血液透析过程中,都能碰到检测所输送的流体中是否含有气泡的问题。感光乳剂中若含有气泡,经过涂布、干燥后,气泡破裂,产生没有乳剂的空白,从而形成残次品;血液透析治疗过程中,若体外透析的血液中漏人气泡,将可能引起栓塞,危及病人     

非线性声学

1966年在哥本哈根召开的北大西洋公约组织高级研究讨论会上,作者提出了一篇报告^[1],探讨了两个高频声波的非线性相互作用产生尖锐指向性低频声波的可能性。随后"参量发射器"日益受到了人们的注意,发表了大量的实验结果和理论工作^[2-20],甚至已经研制出了可供海上应用的测量系统(参考Walsh的文献[14])。     

双层穿孔板共振器的非线性声学特性研究

1引言穿孔板共振器由前面的穿孔面板和后面的空腔构成。在普通吸声材料不能胜任的高温高压等恶劣条件下,比如对飞机引擎、火箭发动机中的吸声处理,穿孔板共振器具有不可替代的作用。飞机引擎都将产生非常高的声压级,在高声压级下穿孔板共振器将产生非线性效应,即其声阻抗随声压级的变化而变化。     

微穿孔板吸声体非线性声学特性初探

文章以马大猷教授提出的微穿孔板非线性声阻公式为依据,提出了非线性声阻作用的临界条件,并由此进行应用于高声强下微穿孔板吸声体的计算机辅助设计。通过实验对宽频带微穿孔板的非线性特性进行初步分析和实验验证。     

非线性助听器选配算法声学特性研究与仿真

虽然非线性助听器选配算法相继被提出,但对各选配算法的研究并不充分.对常用的NAL-NL1和DSL[i/o]5.0等选配算法进行了研究与仿真.首先研究了各选配算法的设计原则,并仿真分析了在各种典型听力图下,各算法所给出的声学响应特性(增益、拐点、压缩比、各频段的强调程度等),计算了客观的评价指标(响度、语音清晰度等).实...     

超声造影剂微泡非线性声学特性的数值仿真

以空气泡为例,采用描述气泡半径运动的Rayleigh-Plesset方程,对其在高频声压辐照下的非线性振荡,散射声场和散射截面进行理论和数值研究,为获取更清晰的图像提供理论依据。结果表明:激励声压的频率在微泡的固有谐振频率附近时,可以产生强的二次谐波散射声压。同时,提高入射声强可以增大二次谐波散射截面,但不能改变基波散射截面。     

含周期声学黑洞梁的板架结构振动特性

声学黑洞结构通过使结构厚度按幂率渐变,改变结构阻抗从而调控弯曲波在结构中的波长和波速,可实现能量在黑洞区域的聚集和耗散。目前关于声学黑洞结构的研究主要是针对嵌入式声学黑洞,基于周期声学黑洞结构在部分频带良好的减振特性,将带阻尼层的周期声学黑洞梁贴敷在薄板上,提升薄板的减振效果并起到加强板刚度的作用。采用有限元法研究带周期声学黑洞梁的板架结构的减振效果,并将其基于敷设阻尼层和黑洞梁材料进行对比分析。结果表明,含声学黑洞梁能明显削弱振动速度传递响应,较好抑制板的振动;敷设阻尼层能增强对板减振效果,且适当增加黑洞梁数量能提升结构抑振性能;钢质梁较铝质梁刚度更大,能进一步增加板架结构的抑制带宽和增强抑制效果。     

Shock waves in a liquid containing vapor bubbles

The structure of shock waves in a liquid containing vapor bubbles is investigated, and an explanation is given for the mechanism of the anomalously high pressures in shock waves propagating in certain vapor-liquid media.Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 42, No. 2, pp. 192–206, February, 1982.     

带球壳微泡和空化气泡的超声特性研究

在临床应用中,微泡在低频超声作用下能比较成功地导致微血管的栓塞,从而切断对肿瘤的供血来达到杀灭肿瘤的目的,而通过实验的手段来获得其微泡的超声散射特性十分困难。根据经典的微泡模型,应用范德瓦耳斯绝热方程来进行修正,分别对带球壳微泡和空化气泡建立模型,模拟其运动过程,并对两种微泡的散射特性进行了分析与比较,研究了不同驱动声场的频率和微泡初始平衡半径对微泡运动的影响。结果表明,带球壳微泡在微泡初始平衡半径大于2.2μm时较空化气泡有较好的散射特性,其最大散射压力和散射截面随着频率的增大而减小,带球壳微泡在散射特性方面的优势使其能更有效地进行超声治疗和成像,为超声造影剂等微泡的研究和应用提供了理论指导。     

Nucleation of bubbles in liquid helium

We give a brief survey of experiments that have been performed to study the nucleation of bubbles in liquid helium at negative pressures.     

瞬态单一声空化气泡的动力学过程及空化发光

1.引言 在1990年,Gaitan[1]发现悬浮在驻波声场中的单一空化气泡能象时钟一样精确地在每个崩溃时刻发出裸眼能看见的光--称之为声致发光.单泡声致发光现象从此引起了众多研究者的浓厚兴趣,很多科学家对其进行了深入而广泛的研究,得到了比较定量的数据,相关的理 论分析也得到快速的进展.     

存在内外质量交换的声空化泡动力学模型

对于空化微气泡的动力学研究多基于气泡内外无质量交换的Rayleigh模型。考虑了气泡内外的物质交换,泡内气体分子数量,即气泡平衡半径成为变量,进而将Rayleigh模型推广到有质量交换的情形。通过数值计算,获得稳定平衡半径,以及它与驱动声压的相关性。结果表明:在低声压驱动下,气泡稳定平衡半径随驱动声压增大而减小;而在高声压下,气泡稳定平衡半径随驱动声压增大而增大,稳定平衡半径-声压曲线存在一个转折点。     

The motion of pairs of gas bubbles in a perfect liquid

Summary In a systematic construction of a theory for bubbly liquids, one encounters the problem of the interaction between two spheres in a perfect liquid. This paper is devoted to that problem for the case in which the motion stems from the instantaneous acceleration of the liquid in which the spheres are immersed. Trajectories described by their separation vector in the course of time are numerically computed with use of the analytically obtained flow potential. An approximate theory is developed from which qualitative properties of these trajectories are obtained. The effect of the relative motion on the pair distribution in e.g., a bubbly flow is considered as well.     

New stable state of bubbles containing Bloch lines

A new kind of bubble having two stable states for a bias field HBhas been found in thin garnet films. The bubble becomes smaller with increasing HBand disappears abruptly at some critical fieldH_{C1}. However, it does not collapse atH_{C1}. When HBis lowered, it comes into sight suddenly at another critical fieldH_{C2}. This means that for HBbetweenH_{C1}andH_{C2}the bubble has two stable states, one for a large bubble and the other for an unobservably small bubble. This has been well explained in terms of the stability of bubbles containing a definite number of Bloch lines.     

The motion of bubbles in a sinusoidally oscillating liquid in microgravity

The sinusoidal motion of single, spherical bubbles in microgravity was studied experimentally aboard the U.S. Space Shuttle. Tests were performed to determine the effect of frequency, acceleration amplitude, bubble size, and fluid viscosity on bubble motion. Five test cells each containing a single bubble were subjected to rectilinear, sinusoidal oscillations. Three nominal bubble sizes and three liquids were used to cover a range of Stokes numbers from 1.3 to 21 and Reynolds numbers from 0.6 to 75. Bubble motion was recorded by video. The ratio of bubble motion amplitude to container motion amplitude was found to be essentially independent of the actual container motion amplitude. Therefore, this ratio could be plotted against frequency to obtain a frequency response for each case. This ratio was found to rise sharply from zero at zero frequency and then approach an asymptote at high frequencies. The strong effect of the walls in these experiments caused the amplitude of bubble motion to be reduced somewhat from that expected for an infinite fluid.     

舰船尾流气泡声学测试系统研究

针对舰船尾流气泡的声学特性测试需求,开展了系统工程样机试制及实际航行(简称“实航”)试验测试研究。针对声学探测反演舰船尾流几何尺寸、气泡分布密度等基本原理进行说明。综合分析国内相关研究现状,采用基于(Remote Operated Vehicle,ROV)平台的移动式一体化测试方案,解决不同水深的试验测试问题;利用比对分析方法,降低水声环境对尾流气泡声学测试系统的影响。研制相应试验测试系统装置,并开展湖上实航试验。试验测量结果与当前相关研究及试验测试结论基本一致,证明该测试系统具备舰船尾流气泡声学探测能力,具备广泛的军事和民用价值。