超声空化是指液体中的微小泡核在声波作用下被激活,表现为泡核的振荡、生长、收缩乃至崩溃等一系列动力学过程。当空化泡处于崩溃状态时,在泡内部会形成一种高温、高压的现象,同时还会伴随着声致发光、冲击波以及微射流等情况的发生。超声空化在石油开发、癌症治疗、超声清洗和废水处理等领域得到了广泛应用。但是现有研究还不能很好解释空化作用机理,为了更好地掌握超声空化作用原理,需要对超声空化作用进行深入研究。本文首先对单空化泡的动力学特性进行研究,在此基础上,进一步提出了在考虑水蒸气的蒸发和冷凝情况下,空化泡群中的泡的动力学特性。主要研究内容如下:（1）通过分析空化气泡振荡时的相图、庞加莱截面图、功率谱图和混沌图来判断空化泡的空化效应强弱。研究了在正弦波、三角波和方波驱动下不同频率和声压对空化泡非线性振动规律的影响特性。发现三角波、方波驱动下空化泡的振动更容易进入混沌状态,并且发生混沌状态的频率范围更宽,所需声压更小,因而三角波、方波驱动更有利于提高超声空化液体处理的效果。（2）利用有限元软件建立了单泡超声空化的有限元仿真模型,计算了超声驱动下水中单空化泡的空化动力学过程。将模拟的超声驱动下水中单泡的演化过程与实验拟合结果进行对比,进一步探讨了单泡形态变化过程中泡内及泡外单泡附近压强和气体密度分布。该有限元仿真模型能够很好地观察空化泡从膨胀到破裂过程中不同时刻的形态变化与流场物理参数变化。（3）建立了超声驱动下考虑水蒸气的蒸发和冷凝的泡群中泡的振动方程,求解该方程,分析了空化泡群中泡的动力学特性。研究了球状空化泡群中空化泡的位置、数目及初始半径等因素对泡群中空化泡动力学特性的影响,分析了超声频率、声压幅值对泡群中空化泡的归一化半径、泡内内能、泡内压力、泡内温度及泡内水蒸气分子个数的变化的影响。研究结果为空化泡群的研究提供了理论参考。