超声空化的研究历程及展望#龙正，刘秀梅**（中国矿业大学机电工程学院，徐州）510152025303540---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1895年，Thormycuft和Bamaby观察到潜水艇螺旋桨凹陷被侵蚀时发表了第一个关于摘要：超声空化是工业设备中广泛存在的一种流体力学现象。随着超声技术应用广泛而迅速的发展，整整一个世纪来，超声空化成了经久不衰的研究课题，特别近十年来，超声空化成了多种学科的基础研究热点。在超声空化研究方面，国内外已有大量的实验、理论及数值计算的相关研究。综述了超声空化研究中理论、数值分析、实验三方面的研究现状及研究进展，总结了空化研究中存在的问题，提出了今后超声空化的发展方向。关键词：超声空化；空泡；高速摄影；动力学特性：O427.4TheresearchprocessandprospectofultrasoniccavitationLONGZheng,LIUXiumei(MechanicalandelectricalEngineeringSchool,ChinaUnivisityofMiningandTechnology)Abstract:Ultrasoniccavitationisawidespreadphenomenonofafluidisinindustrialequipmentparticularly.Withextensiveandrapiddevelopmentofultrasonictechnique,ultrasoniccavitionhasbecomealastingimportantresearchprojectinthiscentury,especiallyahot-spotofmulti-subjectreseachforthelastdecade.Therearenumberofstudieshavebeendonebyexperiment,theoryandnumericalinabroad.Abriefreviewofacousticcavitationisgiven,whichincludestheoretical,numericalanalysis,experimentalstudied.Theproblemincavitationandbubbledynamicsisintroduced,andfutureresearchdirectionofultrasoniccavitationisalsodicussed.Keywords:Ultrasoniccavitation；bubble；images；dynamics0引言随着现代科学技术的发展，人们对超声的关注和研究也随之变得日趋重要。目前的研究表明，所有与液体相关的超声处理技术都是利用超声空化作为动力的。所谓超声空化，就是指在超声作用下液态物质中的微小气泡随超声频率发生迅速、重复地生长-闭合－破灭运动以及由此产生的一系列物理效应。由于超声空化现象非常复杂，研究内容涉及声学、化学、光学、流体力学等多门学科，而且在实际中不可能把空化效应和机械效应、光电效应等分离开来，所以时至今日，人们对超声空化这一现象仍然不是十分了解。然而由于空化引发的物理、化学、生物等效应又具有相当特异的性质，而这些性质具有重要的理论价值和巨大应用潜力。比如，空化泡的溃灭会在空泡周围极小的空间内产生微射流，并对外辐射空化噪声。空泡溃灭时产生的高温高压可用于清洗、切割、破碎物件，改善材料表面性能、过程强化等方面。因此，超声空化已成为当前研究的热点。下面对超声空化从理论分析、数值计算和实验研究三个方面进行简单的论述。1理论分析[1]空化的报告。自此以后，空化逐渐走进人们的视野，但未引起人们足够的关注。直到1917基金项目：中国博士后科学基金特别资助项目（）;中国博士后科学基金面上项目（）;江苏省博士后科研资助计划（A）；中央高校基本科研业务费专项资金（2010QNA23）作者简介：龙正（1990-），男，在校研究生，研究方向：超声空化，空蚀通信联系人：刘秀梅（1982-），女，副教授，空化空蚀，磁流变液.E-mail:liuxiumei_lxm@yahoo-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---[2]研究的重大突破。如果说该模型的提出是向人们打开了一扇窗，那么1927年的T.Richards[3]对固体、液体、溶液的作用，同一年,A.L.Loominse指出超声在化学、生物方面可以加快反4550应速率，使得超声真正地获得了各界的关注。Porisky[4]考虑到液体粘性对球形空泡的膨胀和压缩过程，发现液体的黏性会延缓空泡的压缩和膨胀。Wu和Roberts[5]采用无耗散、绝热模型得到了空泡的溃灭峰值温度。Toegel和Lohse[6]考虑热交换、水蒸气的相变、空泡中不同[7][8]超声空化的各种液体物理参数及声场参数等进行了数值模拟，进一步分析了空化泡崩溃时间与崩溃时泡内最高温度和最大压力的关系。[9]应器中空化泡在不同声场作用下的动力学行为特性进行...