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随着科学技术的发展,超声空化在越来越多的领域得到了广泛的应用。液体介质中的气泡核在超声波的作用下产生超声空化现象,空化气泡在崩溃的瞬间,空化气泡内能够产生上千度高温和上千个大气压的压强的极端物理化学环境,同时会有超过声速的冲击波从泡内发射出来。通过控制超声空化现象的发生及其空化强度,可以达到在一般条件下达不到的目的。由于超声空化气泡的运动过程是高度的非线性的,以及其运动周期很短,在实验测量中具有一定的困难。本文采用数值分析的方法从理论方面分析超声空化现象。本文主要基于考虑了液体的可压缩性、液体粘度、表面张力、辐射阻尼以及水蒸气蒸发和冷凝等的Kyuichi Yasui模型,并对其进行稍微的修改后建立超声空化气泡的动力学方程。利用MATLAB对上述超声空化气泡动力学方程进行求解,得出了超声空化气泡在超声波的作用下的半径以及空化气泡运动过程中的泡内温度、压强、水蒸气的分子数量、内能、气体分子的总动能等。通过比较考虑和不考虑水蒸气蒸发和冷凝的空化气泡动力学模型,得出水蒸气的蒸发和冷凝虽然对空化气泡半径的影响不大,但是对泡内温度和压强等等状态参数的影响较大,是不能够忽略不计的。本文基于超声空化的动力学方程,通过改变空化气泡的初始半径、超声波频率、超声波振幅、液体粘度、表面张力和液体介质的温度等影响超声空化过程的因素,研究这些因素对超声空化的影响:(1)通过改变空化气泡的初始半径同时也就改变了空化气泡内气体分子的数量,得出空化气泡的初始半径的大小对空化气泡的半径对空化气泡的运动状态影响不大,只是因为初始泡内水蒸气分子数的增加,使泡内的水蒸气分子数量、内能和气体分子总动能相应增加。(2)通过改变超声波的频率,得出超声波的频率越高,空化气泡所能达到的半径越小,泡内的温度和压强会有小幅度的下降,水蒸气分子的数量、泡内内能和气体分子总动能会有较大幅度的减少。(3)通过改变超声波的振幅,得出超声波的振幅越大,空化气泡的半径以及泡内温度、压强、水蒸气分子数量、内能、气体分子总动能就越大,并且增加的幅度很明显。过小的超声波振幅则不会使空化气泡崩溃。(4)通过改变液体介质的粘度,得出液体粘度越大,空化气泡的半径以及泡内温度、压强、水蒸气分子数量、内能、气体分子总动能就越小。并且随着液体粘度的增加,对空化气泡运动的影响就越大,甚至可以使空化气泡一直稳态震荡。(5)通过改变液体介质的表面张力,得出表面张力越大,空化气泡的半径以及泡内温度、压强、水蒸气分子数量、内能、气体分子总动能就越小。但是其在正常范围内对超声空化的影响较小。(6)通过改变液体介质的温度,得出液体介质的温度越高,空化气泡的半径越大,泡内最高温度和最大压强有较大幅度的降低,泡内最低压强、水蒸气分子数量、内能和气体分子总动能有较大幅度的增加。