飞秒激光加工是透明材料内部加工最为成熟、应用最为广泛的技术,但对于非透明金属等材料激光无法穿透,更无法对其进行内部加工。而超声波能穿透非透明材料,此外,声悬浮创造了一个非接触、无污染的空间环境,作为一种无容器处理方法,它成为了微重力环境下先进材料制备以及自由悬浮液滴流体动力学研究领域不可或缺的实验手段。本文的研究重点主要利用超声作用在流体介质上的空化机制形成液滴内腔,并利用声悬浮中的声辐射力驱动液滴,使其稳定悬浮于驻波节点,实现本文研究的金属液滴内腔超声内加工技术。本文将基于对纯水的声空化研究,拓展到金属液滴（镓铟合金）内腔的加工研究,全文主要研究内容简述如下:（1）声悬浮与声空化机制的复合场理论基础。根据声的传播遵循流体力学中三个基本控制方程,推导出小振幅时一维、三维声波动方程,同时介绍了声的传播形式、描述超声的物理量,获得仿真模拟时需要设置计算域内的边界条件。然后,引入驻波理论描述声悬浮工作原理,并采用Gor’kov表示的声辐射力对声悬浮器中液滴行为进行分析。计算出不同液体样品的声空化阈值,初步定义出不同液体样品空化的难易程度,同时还使用了仿真软件模拟超声复合场的声压分布,初步验证了超声复合场的最大声压值大于最难空化镓铟合金的空化阈值,证明了我们构建的超声复合场的可行性。最后,由超声对流体媒质产生的空化机制可形成液滴内腔,建立了液滴内单空化泡的动力学控制方程。（2）液滴内单空化泡动力学控制,液滴动态脱离固体反射端行为特性的仿真模拟分析。首先建立超声场液滴内单个空化泡的仿真模型,通过COMSOL Multiphysics软件中的PDE方程与动网格两个接口耦合仿真,以纯水液滴作为基础研究对象,拓展到金属液滴镓铟合金的研究,在其他参数不变的情况下,液滴内单空化泡随单个变量的运动变化,得出金属液滴内产生较明显空腔的参数;其次构建驱动液滴的计算域,通过将声场中的非线性声辐射力添加到流体的动量方程中,完成声学与流体两大模块耦合,进行不同位置的超声发射端仿真模拟时,液滴动态脱离固体反射端的行为特性分析,获得有利于驱动液滴至驻波节点的最佳试验条件。（3）超声复合场内加工系统试验研究。首先介绍了试验装置、试验方法及操作步骤,并对定制超声发射端进行了振动分析,验证了针尖与端面振动幅度不同,有利于内腔形成。其次研究了液滴空腔半径与超声频率的变化关系。然后,根据悬浮液滴的最佳试验条件,搭建单轴悬浮场,驱动附着在固体反射端处的液滴,直至稳定悬浮在驻波节点处,实现液滴内腔形成-驱动液滴脱离固体反射端-稳定悬浮三个超声内加工流程,完成金属液滴内加工。