Page 188 - 《应用声学》2024年第1期

184 2024 年 1 月

6 3.2 温度场计算结果
在计算压力场后，根据公式 (3) ∼ (9)计算温度
4
Ϭ᧗Ձጇ஝ 场。图7 为输入功率为 10 W、加热时间为 10 ms 时，
不同时刻 x-z 平面温度分布示意图。图 8 为轴向和
2
径向的温度分布。
由图 7 可知，在加热过程中，焦点处的温度不
0 断升高，同时热量不断向周围组织扩散，周围组织
0 10 20 30
ᮠဋ/MHz
温度随之升高，焦域面积不断扩大，在轴向剖面上
(a) ܦҪဋ˞0.4 W, ጳভവی
形成了椭圆形焦斑。在 10 ms 时焦点温度达到最
◦
6 大值 82 C。由图 5 可知，在 8 mm 处有一个较小的
声能量，由于水的衰减系数很小，水域区未产生温
升，但皮肤的热黏滞性以及皮肤的衰减系数较大，
Ϭ᧗Ձጇ஝ 4 2 将部分声能量转化为热能，在皮肤层会有一个较

小的温升，由图 8(a) 红色箭头所示。当输入声功率
为 10 W 时，皮肤层声压为 2.244 MPa，温度升高
◦
0 1.51 C。
0 10 20 30
ᮠဋ/MHz
16 mm Ć
(b) ܦҪဋ˞0.4 W, ᭤ጳভവی 61.6
30 14 80
75
70
12 65
20
Ϭ᧗Ձጇ஝ 10 60
55
10
50
8 45
40
0
0 10 20 30
6 36.9
ᮠဋ/MHz -2 0 2 mm
(c) ܦҪဋ˞10 W, ጳভവی (a) ᣣི5 ms௑ພएѬ࣋ᇨਓڏ
30 16 mm Ć
82
14 80
20
Ϭ᧗Ձጇ஝ 12 70
75

10 65
60
10
55
50
0
0 10 20 30 8 45
ᮠဋ/MHz 40
(d) ܦҪဋ˞10 W, ᭤ጳভവی
6 36.9
-2 0 2 mm
图 6 不同声功率时，线性和非线性模型中焦点处的
(b) ᣣི10 ms௑ພएѬ࣋ᇨਓڏ
声压幅值频谱
Fig. 6 Frequency spectrum of pressure amplitude 图 7 不同时刻 x-z 平面温度场分布示意图
at focal point in linear and nonlinear models with Fig. 7 Diagram of the x-z plane of temperature
different sound power at different times