空化是水力机械中的一种特有的流体现象，通常会对水力机械设备造成空蚀破坏，严重时甚至引发灾难事故。然同时空化现象中特有的空泡溃灭微射流和冲击波现象，也开始促使研究人员利用空化所产生的极端物理条件进行空化强化方面的研究。激光空化泡由于具有球对称性好、易控制且无机械形变等优点，正逐渐成为研究空化现象的重要实验手段。本文采用有限元模拟与激光空泡强化实验相结合的方法，对轻合金近壁面激光空泡的动态脉动特性进行了初步研究，并重点研究分析了空泡溃灭射流及冲击波对轻合金表面的强化机理，获得了以下主要结论和研究成果:　　(1)运用GAMBIT软件建立了近壁面空泡脉动的仿真有限元模型，并利用FLUENT软件模拟得到了不同泡壁间隔距离下的空泡动态演变序列图，研究分析了近壁面激光空泡的动态脉动特性及其影响因素。研究结果表明:激光能量和液体表面张力的不同会对空泡的脉动周期产生较大的影响。而固壁面的存在将导致空泡下表面的液体密度小于其上表面，进而使空泡上下两部分的受力不再平衡，同时近壁处液体的流动速度也会比其他部分要小，导致空泡在垂直于靶材壁面方向上的动量也出现不平衡，从而使空泡泡心向靶材壁面运动，宏观上表现为空泡的趋壁效应。　　(2)通过FLUENT软件仿真分析了空泡溃灭射流的产生机理及其冲击强度随不同泡壁间隔距离的变化。结果表明:随着近壁面空泡泡心趋壁效应的加剧，将使空泡上壁面形成“凹穴”，紧接着，周围的液体迅速涌入凹区，形成一个垂直射向靶面的高速射流。且空泡越靠近固壁面，空泡溃灭时对靶面的作用强度就越厉害，越易对靶面造成空蚀损伤，而随着泡壁间隔距离的增大，空泡溃灭射流的冲击力度将逐渐减小。因此可利用空泡射流类似喷丸强化技术对材料表面进行强化改性，提高其表面综合性能。　　(3)通过实验研究了激光空泡在1060铝合金近壁面的脉动特性，并与模拟结果进行了对比分析，证实了模拟结果的可取性;同时重点研究分析了不同泡壁间隔距离下，空泡溃灭射流及冲击波对靶面的作用机制。研究结果表明:当相对距离参数γ分别处在1.5和2.5数值附近时，激光空泡都使1060铝合金表面产生了塑性变形，引入了表面残余压应力，使铝合金表面得到强化改性。然两位置处的强化机理却不尽相同，当γ值在1.5附近时，铝合金表面的主要强化改性机制为空泡溃灭射流;而当γ值处在2.5附近时，空泡溃灭回弹冲击波的数次冲击累积作用为靶面的主要强化机制。此外，当γ值处在2.0附近时，由于激光能量大部分被水所消耗以及泡壁间隔距离的增大，空泡溃灭射流和冲击波的作用强度都在减弱，靶材表面出现反弹性形变，使铝合金表面的残余应力由压应力变为了拉应力;而当γ值较小时，空泡虽然贴附在固壁面上进行脉动演变，不易形成冲击固壁面的射流，但泡壁间距较小，激光产生的高压等离子体冲击波将以强大的冲击力作用到靶面上，极易使靶材出现空蚀损伤，降低其使用寿命。　　本文对近壁面激光空泡动态脉动特性及其作用机制的研究结果，为空化泡强化机理的进一步研究提供了参考，同时为解决空化空蚀问题提供了一个新的研究方向。