当温度和压力均超过临界点时，物质便处于超临界状态，被称为超临界流体。超临界流体的性质不同于气体，也有别于液体。超临界流体技术已经得到广泛的应用。但是，在超临界流体中能否产生空化一直未有定论。因此研究超临界流体的空化就成为超临界流体技术界和超声技术界共同关注的热点课题。本文运用瑞利空化理论，结合超临界二氧化碳的物性参数，通过计算分析发现，超临界二氧化碳的空化阈值与其的静压力相当，在10MPa量级。此外，通过向二氧化碳中加入临界点较高的气体介质的方法，可以形成人为空化核，有利于空化发生。由于超临界流体的压缩性明显高于水等常规液体，因此，在分析超临界流体中空化泡的运动时，就需要考虑流体的可压缩性。本文研究中采用了可压缩性流体气泡动力学模型，即Gilmore方程。由于Gilmore方程的求解依赖于准确的流体压强和密度关系，即状态方程，为此，研究中借鉴膨胀液体的状态方程模型，根据美国标准局提供的超临界二氧化碳压强密度数据，拟合出了一个能用于空化计算，且准确度较高的超临界二氧化碳的压强密度方程。最后，运用龙格库塔算法在MATLAB平台上求解，得到了空化泡半径随时间变化的关系。同时分别比较分析考虑较小可压缩性的气泡模型Flynn、Lastman-Wentzell、Tilmann和考虑较大可压缩性的Gilmore方程与小马赫数模型的差异，发现Gilmore方程更适合模拟超临界二氧化碳中的气泡运动。本文运用压缩性流体气泡动力学模型，研究分析了流体可压缩性、气泡初始半径、超声频率和声压对空化的影响。研究发现，由于超临界二氧化碳的可压缩性大，使得气泡运动幅度大幅衰减，尤其在气泡达到最大半径之后。气泡初始半径影响较小，初始半径越大，气泡膨胀的最大半径越大，振荡周期越长。声场声压对气泡运动影响最大，声压微小的增大使气泡运动大幅加剧。声场频率的影响次之，频率的减小使气泡运动幅度有所增加，但周期延长。