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622 2018 年 9 月

当许多 Rod-shaped structure 在薄层内出现 角度基本稳定在 120 左右 (如图 16 所示)。这个过
◦
以 后， 杆 状 结 构 之 间 会 彼 此 交 联 形 成 网 状 分 程与肥皂泡相似(plateau 边界)(如图7(b)所示)。
布，而这种交联并不是随意的，通常是三个 Rod-
为了消除由于有限选择所带来的特殊性，我们
shaped structure彼此交联形成Y-branch structure
对一次持续 3.9 s 薄层空化实验的 Y-branch struc-
(如图 14、图 2(a) (h = 1.92 mm)、图 3(a)、图 9(a)
ture 进行统计分析，每 0.1 s 采样一次，一共统计了
(τ = 192 ms)所示)。
54 个三叉结构，测量了 162 个角度。统计表明角度
由于空化结构随时间不断演化，在极偶尔的情
况下也会出现四个杆状结构交汇一个点的情况 (如 出现的频率呈高斯分布(数学期望µ = 119.93，标准
图 15(a) 的 O 点)，但是这种结构是很不稳定的，将 方差σ = 11.64) (如图17所示)。Y-branch structure
很快拆分成两个稳定的Y-branch structure，且三个 的三个角度倾向于相等，且为120 。
◦
360O 1
300O ϕ 3
3
ᝈए/(O) 180O ϕ 2 2 4
240O
120O
60O ϕ 1
0O
0 0.4 0.6 0.8 1.2
௑ᫎ/s
ϕ 1
ϕ 1 ϕ 1
ϕ 3
ϕ 2 ϕ 2
ϕ 2 ϕ 3
ϕ 3
5 mm
图 16 Y-branch structures 夹角随时间的变化
Fig. 16 The change of the angle of Y-branch structures with time

ᮠဋ
180
0.4 0.2 0 θ 1
θ 3
-160
ᝈए/(O) -140 θ 2

-120
-100
-80
60 30 0
-60
ᝈए஝/(O) 0 10 20 30 40 50 60
Y-branch structure ऀՂ
图 17 Y-branch structures 夹角的概率分布
Fig. 17 The probability distribution of the angles of the Y-branch structures

空化云在薄层内的不均匀分布是由声场的不 布有关，而空化核的分布与此刻的空化云的分布相
均匀分布引起的，而对于声场的不均匀分布，空化 关，加之薄层内空化核的壁面效应明显，限制了空化
云的分布也负有一定的责任。空化云和声场之间相 核横向迁移的速度，所以空化核分布或者说空化云

互作用，相互影响，但无法达到完全平衡，所以空化 分布的变化表现出迟滞性 (相对于空泡溃灭时间尺
云的形状和位置会不断发生演化，杆状结构也就不 度而言可认为空化云是不变的)，另外，因为空化云
断发生移动。因为空化云的预期分布与空化核的分 之间的二阶 Bjerknes 力的相互吸引，也使空化云表