空化是指流体在低压情况下汽化,进而在流体基质中产生多相流的现象。空化效应自从被人们发现以来,一直受到研究人员广泛的关注和研究。由这一现象衍生出许多颇具应用价值的研究,包括水力空化侵蚀、超声降解及超声空化等工程应用。其中水力空化侵蚀在水下设备及武器开发中一直有着重要的参考价值。超声降解在处理工业污水或是水体的有机污染物发挥着巨大作用。而超声空化更是因其便捷、稳定和安全,在日用、医疗或是工业生产中,发挥着不小的贡献。超声空化一般是指流体基质在超声波的作用下,在流体基质中产生周期性的负压区和正压区,使得流体基质中的微气泡、气核周期性膨胀收缩乃至溃灭的过程。气泡溃灭的过程往往伴随着高压、高温、射流等极端物理现象。与超声空化相关的工程应用大部分以这些极端物理现象为基础展开。在常见的超声空化技术中,声化学技术通过超声空化产生高温高压的极端物理环境,以相对较低的成本实现反应条件苛刻的化学反应,或是通过控制反应效率提高反应物的产率。超声清洗技术中超声空化产生的高压射流是其确保有效清洗的重要条件,而高温极端条件下使得水分子裂解产生的强氧化?OH也对处理污染物有优异的性能。因此,在超声空化的研究中,超声空化中各个影响变量对空化效率、高压等现象的影响,是人们在处理相关工程应用时必需了解并考虑清楚的。本文从多层环状排列气泡群的溃灭仿真研究中出发,通过多层环状排列气泡群的膨胀收缩溃灭及气泡周围流场的变化,以此对气泡溃灭过程有一个相对直观的描述。在仿真计算中,为了探究不同的影响因素对空化效应的影响。这篇文章将分别控制相关变量,即在不同的仿真条件下,给出直观的气泡形态或是大小变化情况及其对应的流场变化。此外,参考前人提供的理论研究,数值求解相关方程,以期望对仿真结果作为补充。在仿真条件上,本文将分别对气泡初始半径、气泡层数、驱动声压的频率各个变量分别控制,计算、分析并得到结果。从仿真计算结果显示:1.多层环状气泡群溃灭特性（1）气泡群中各个气泡在整个膨胀收缩过程:气泡半径相等时,未出现位置移动的情况;气泡半径不等时,小气泡会向外移动,其在最外层时有明显游移,在次外层时,由于受到内外两侧大气泡的影响,位置未发生变动。（2）多层环状排列气泡群在整体向外膨胀的过程中,各层气泡的膨胀大小,有内到外递增。外层气泡未能保持球形膨胀,其靠向中心一侧气泡壁在变化过程中逐渐扁平化。但小气泡在向外游移时,气泡形态基本保持球形。（3）多层环状排列气泡群的溃灭由外到内,外层溃灭完成后,内层才开始溃灭。外层气泡溃灭时,其外侧出现凹陷,使得气泡形状呈现月牙形,同时在溃灭过程中凹陷不断加深,并最终将气泡撕裂成两部分。但当小气泡向大气泡溃灭时,小气泡靠向内层大气泡处出现凹陷,使得小气泡分成两部分。（4）外层气泡溃灭后,在内层气泡溃灭过程中仍出现了反弹膨胀。这使得压力等值线的分布不再是简单的环带状分布,其外层溃灭点区域出现负压区或是高压区。2.各因素对多层环状气泡群溃灭的影响（1）对多层环状排列气泡群而言,气泡层数越多,其最终溃灭压力值越大,气泡群溃灭程度越深。（2）对多层环状排列气泡群的溃灭,气泡的初始半径越小,在其它条件均未发生改变时,其最终溃灭后的压力值越大,气泡坍缩的最小半径值也越小。但气泡存在一个压缩极限,因此必然存在一块最小气泡半径。（3）驱动声压的频率对多层环状气泡群的溃灭影响成负相关。频率越高,其最终溃灭压力,各层气泡溃灭压力均明显变小。从上述结果中,给出以上各个影响因素对空化效率的作用;由于空化效应的物理机制过于复杂,具体而有精确的关系式或是方程暂时无法得到,只是简单的关联情况。为超声空化的研究和应用中,提供微小的支持。