Mie散射在声空化及单泡声致发光中的应用

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在超声的作用下,液体中会出现大量的小气泡,这就是超声空化,同时超声驻波场还可以使单个气泡在Bjerknes力的作用下,在液体中实现稳定的悬浮,并在声压达到一定域值后发出光来,这就是单泡声致发光。 本论文主要介绍了我们在应用Mie散射方法测量空化泡的动力学特性方面所做的一些实验以及理论分析方面的工作。 首先,我们实现了利用传统Mie散射的方法测量了气泡半径随时间的演化规律,在此基础上进一步测量了不同声压下的数据,得到的分析结果也与单泡声致发光的一些实验现象相互吻合。 进一步地,为了研究气泡的非同步以及非球形,我们在Mie散射理论的基础上提出了使用双路Mie散射系统比较气泡在不同方向上运动的异同。结果表明,对于声致发光泡,气泡在不同方向上的运动基本同步,而对于饱和含气水中的不发光泡则存在着较大的相位差,并且相位差的大小随着气泡大小的变化而变化。最后,为了更深入的了解这一现象,我们对气泡运动异步性随各个实验参数如驱动声压、驱动频率、表面张力以及粘滞等的变化进行了系统的测量和分析。
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