Page 169 - 《应用声学》2023年第2期
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第 42 卷 第 2 期                                                                       Vol. 42, No. 2
             2023 年 3 月                          Journal of Applied Acoustics                    March, 2023

             ⋄ 研究报告 ⋄


                    双泡模型共振频率的超声空化动力学研究                                                             ∗




                                                   王玉荣 杨日福            †


                                             (华南理工大学物理与光电学院        广州   510641)

                摘要：该研究旨在研究双泡模型的自然共振频率对超声空化的影响，通过理论计算研究了自然共振频率的影
                响因素，以及单频超声和双频超声与自然共振频率的关系。研究结果表明：气泡初始半径是影响自然共振频率
                的主要因素；低频驱动下的非线性波动程度会比高频的更加剧烈，当驱动频率等于气泡自然共振频率时，超声
                空化的效果更好；双频超声取气泡自然共振频率时超声空化效果远远优于单频超声驱动。该研究在超声医学
                和理解超声空化特性方面有着重要的意义。
                关键词：双泡；超声空化；自然共振频率
                中图法分类号: O427.4          文献标识码: A          文章编号: 1000-310X(2023)02-0357-06
                DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2023.02.019


                The theoretical study of ultrasonic cavitation dynamics of natural frequency

                                        of oscillation of double gas bubbles


                                               WANG Yurong YANG Rifu


                     (School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China)
                 Abstract: This study aimed to investigate the effects of natural frequency of oscillation of double gas bubbles on
                 ultrasonic cavitation. According to theoretical calulation, we study the influnecing factors of natural resonance
                 frequency and the relationship between natural resonance frequency and single frequency ultrasound and dual
                 frequency ultrasound. The results indicated that the initial radius of bubble is the main factor affecting
                 the natural resonance frequency Nonlinear fluctuations driven by low frequencies are more severe than those
                 driven by high frequencies. When the driving frequency is equal to the natural resonant frequency of the
                 bubble, the ultrasonic cavitation effect is better. The effect of ultrasonic cavitation is much better than that of
                 single frequency ultrasonic drive when the natural resonance frequency of bubbles is obtained by dual-frequency
                 ultrasonic. This study is of great significance in ultrasound medicine and understanding of ultrasonic cavitation
                 properties.
                 Keywords: Double bubbles; Ultrasonic cavitation; Natural resonance frequency

                                                               论模型    [2] 。经过 Plesst、Noltingk 和 Nippairs 等完
             0 引言
                                                               善后有了比较成熟的 Rayleigh-Plesset 模型           [3] 。目

                 超声波作用于液体中会产生气泡的生长、振                           前国内外很多学者对 R-P 方程进行数值计算，研究
             荡、收缩及崩溃等一系列动力学过程                  [1] 。1917 年，    液体物理参数和超声频率、功率等对超声空化动力
             Rayleigh建立了液体中不可压缩的气泡的动力学理                        学影响。众所周知当超声频率等于气泡自然共振频

             2022-01-01 收稿; 2022-02-16 定稿
             国家自然科学基金项目 (11464002)
             ∗
             作者简介: 王玉荣 (1996– ), 女, 广东韶关人, 硕士研究生, 研究方向: 超声空化。
             † 通信作者 E-mail: yangrifu@scut.edu.c
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