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含少量气泡流体饱和孔隙介质中的弹性波 预览 被引量:1
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作者 王婷 崔志文 +1 位作者 刘金霞 王克协 《物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期142-148,共7页
考虑孔隙流体中含有少量气泡,且气泡在声波作用下线性振动,研究声波在这种孔隙介质中的传播特性.本文先由流体质量守恒方程和孔隙度微分与流体压力微分的关系推导出了含有气泡形式的渗流连续性方程;在处理渗流连续性方程中的气体体... 考虑孔隙流体中含有少量气泡,且气泡在声波作用下线性振动,研究声波在这种孔隙介质中的传播特性.本文先由流体质量守恒方程和孔隙度微分与流体压力微分的关系推导出了含有气泡形式的渗流连续性方程;在处理渗流连续性方程中的气体体积分数时间导数时,应用Commander气泡线性振动理论导出气体体积分数时间导数与流体压强时间导数的关系,进而得到了修正的Biot形式的渗流连续性方程;最后结合Biot动力学方程求得了含气泡形式的位移场方程,便可得到两类纵波及一类横波的声学特性.通过对快、慢纵波的频散、衰减及两类波引起的流体位移与固体位移关系的考察,发现少量气泡的存在对快纵波和慢纵波的传播特性影响较大. 展开更多
关键词 孔隙介质 气泡液体 BIOT理论 弹性波
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声波在含气泡液体中传播特性及产热效应 预览
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作者 袁月 苗博雅 安宇 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第5期717-721,共5页
该文对含气泡液体中的声波方程采用线性分析方法,研究了超声波在含气泡液体中的传播特性以及产热效应。当声波在含气泡液体中传播时,气泡的存在会影响声波的传播,在声波频率接近气泡共振频率的频段内,声信号在液体中传播时剧烈衰减,而... 该文对含气泡液体中的声波方程采用线性分析方法,研究了超声波在含气泡液体中的传播特性以及产热效应。当声波在含气泡液体中传播时,气泡的存在会影响声波的传播,在声波频率接近气泡共振频率的频段内,声信号在液体中传播时剧烈衰减,而在声波频率远远高于或低于气泡共振频率时,声波的传播基本不受影响。在接近气泡共振的频段内,声波耗散的能量最终转化为热能。同时液体中的气泡会在声波驱动下径向振动并辐射声波,伴随气泡壁在液体中的粘滞振动,热量随之产生。结果表明,两种产热机制分别在不同频段起主导作用。 展开更多
关键词 气泡液体 产热效应 传播特性
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含气泡液体中的非线性声传播 被引量:2
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作者 王勇 林书玉 张小丽 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期186-190,共5页
考虑到分布在液体中的气泡是声波在含气泡液体中传播时引起非线性的一个很重要的因素,本文研究了声波在含气泡液体中的非线性传播.将气体含量的影响引入到声波在液体中传播的方程中,从而得到声波在气液混合物中传播的数学模型.通过... 考虑到分布在液体中的气泡是声波在含气泡液体中传播时引起非线性的一个很重要的因素,本文研究了声波在含气泡液体中的非线性传播.将气体含量的影响引入到声波在液体中传播的方程中,从而得到声波在气液混合物中传播的数学模型.通过对该模型进行数值模拟发现,气体含量、驱动声场声压幅值及驱动声场作用时间均会影响到气液混合物中的声场分布及声压幅值大小.液体中的气泡会“阻滞”液体中声场的传播并将能量“聚集”在声源附近.对于连续大功率的驱动声场来说,液体中的气泡会“阻滞”气液混合物中声场及其能量的传播. 展开更多
关键词 非线性声学 气泡液体 声传播 声空化
液体表面张力对气泡声散射的影响 被引量:2
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作者 王勇 林书玉 张小丽 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2013年第8期917-922,共6页
气泡在液体中受液体的表面张力和液体静态压力相当的情况下,研究了表面张力对气泡声散射的影响.建立球形气泡表面的速度和压力连续性方程,并在方程中引入气泡受液体表面张力的影响,求出了气泡在对称振动模式下的散射系数及散射声功率,... 气泡在液体中受液体的表面张力和液体静态压力相当的情况下,研究了表面张力对气泡声散射的影响.建立球形气泡表面的速度和压力连续性方程,并在方程中引入气泡受液体表面张力的影响,求出了气泡在对称振动模式下的散射系数及散射声功率,并进一步推导了在多气泡的情况下的等效入射声场.通过数值分析发现,当球形气泡在液体中受液体的表面张力和液体静态压力相当时,球形气泡的半径约为10^-6m,在此情况下,液体表面张力对气泡声散射的影响只在驱动声场的角频率小于10^5rad/s时才能表现出来,并且在多气泡的情况下对等效入射声场的等效声压振幅会产生较大影响.而在驱动声场的角频率大于10^5rad/s的情况下,液体表面张力对气泡的散射系数、散射声功率及等效入射声场声压振幅的影响不明显.对于气泡的声散射问题,气泡受液体表面张力的影响需根据所研究的具体问题进行取舍. 展开更多
关键词 气泡液体 声散射 表面张力 气泡
声波在含气泡液体中的线性传播 被引量:9
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作者 王勇 林书玉 张小丽 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期305-309,共5页
为了探讨含气泡液体对声波传播的影响, 研究了声波在含气泡液体中的线性传播. 在建立含气泡液体的声学模型时引入气泡含量的影响,建立气泡模型时引用 Keller的气泡振动模型并同时考虑气泡间的声相互作用,得到了经过修正的气泡振动方程.... 为了探讨含气泡液体对声波传播的影响, 研究了声波在含气泡液体中的线性传播. 在建立含气泡液体的声学模型时引入气泡含量的影响,建立气泡模型时引用 Keller的气泡振动模型并同时考虑气泡间的声相互作用,得到了经过修正的气泡振动方程. 通过对含气泡液体的声传播方程和气泡振动方程联立并线性化求解,在满足 (ω R0)/c 〈〈 1 的前提下,得到了描述含气泡液体对声波传播的衰减系数和传播速度. 通过数值分析发现,在驱动声场频率一定的情况下,气泡含量的增加及气泡的变小均会导致衰减系数增加和声速减小;气泡的体积分数和大小一定时, 驱动声场频率在远小于气泡谐振频率的情况下,声速会随驱动频率的增加而减小; 气泡间的声相互作用对声波传播速度及含气泡液体衰减系数的影响不明显.最终认为气泡的大小、 数量和驱动声场频率是影响声波在含气泡液体中线性传播的主要因素. 展开更多
关键词 气泡液体 线性声波 声衰减系数 声速
含气泡液体中气泡振动的研究 被引量:1
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作者 王勇 林书玉 +1 位作者 莫润阳 张小丽 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第13期321-325,共5页
研究了含气泡液体中单个气泡在驱动声场一定情况下的振动过程.让每次驱动声场作用的时间特别短,使气泡半径发生微小变化后再将其变化反馈到气泡群对驱动声场的散射作用中去,从而可以得到某单个气泡周围受气泡散射影响后的声场,接着再让... 研究了含气泡液体中单个气泡在驱动声场一定情况下的振动过程.让每次驱动声场作用的时间特别短,使气泡半径发生微小变化后再将其变化反馈到气泡群对驱动声场的散射作用中去,从而可以得到某单个气泡周围受气泡散射影响后的声场,接着再让气泡在该声场作用下做短时振动,如此反复.通过这样的方法,研究了液体中单个气泡的振动情况并对其半径变化进行了数值模拟,结果发现,在液体中含有大量气泡的情况下,某单个气泡的振动过程明显区别于液体中只有一个气泡的情况.由于大量气泡和驱动声场的相互作用,使气泡半径的变化存在多种不同的振动情况,在不同的气泡大小和含量的情况下,半径变化过程分别表现为:在平衡位置附近振荡的过程;周期性的空化过程;一次空化过程后保持某一大小振荡的过程;增长后维持某一大小振荡的过程等.所以,对于含气泡液体中气泡振动的研究,在驱动声场一定的情况下,必须考虑气泡含量的因素. 展开更多
关键词 气泡液体 超声空化 散射 数值模拟
含气泡液体的非线性参数和气泡浓度 预览 被引量:3
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作者 王润田 龚秀芬 《声学技术》 CSCD 1999年第3期 128-131,共4页
本文对含气泡液体的非线性参数与气泡浓度的相互关系进行了实验测量,测量结果与理论预期一致,这一结果可以作为用非线性声学测量方法估计含气泡液体中的气泡浓度与分布。
关键词 非线性参数 气泡液体 气泡浓度 超声
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黏性对含气泡液体中声波传播的影响
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作者 徐贞 张迪 +4 位作者 陈时 曹娜 王成会 胡文旭 张引红 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2018年第4期48-56,共9页
用有效介质理论、在线性近似的基础下研究了含气泡黏性液体中线性声波的传播特性,主要调查声波的衰减系数和相位速度随各种因素的变化规律.在研究中充分考虑到液体的黏性对气泡的振动方程和声波的波动方程的影响.研究发现声波的共振吸... 用有效介质理论、在线性近似的基础下研究了含气泡黏性液体中线性声波的传播特性,主要调查声波的衰减系数和相位速度随各种因素的变化规律.在研究中充分考虑到液体的黏性对气泡的振动方程和声波的波动方程的影响.研究发现声波的共振吸收是由气泡的共振引起的,但是要受到气泡间相互作用的影响.这种相互作用不仅导致声波的共振吸收频率和气泡的共振频率之间的差异,还引起共振吸收频率半宽度的增大.在低频非共振吸收区,主要调查了黏性和气体的体积分数对声波传播的影响.此外我们把黏性对声波的影响方式分成两类,即通过气泡的振动方程和通过声波的波动方程.我们分析了两类方式所起的作用,并大致给出某些近似理论成立的条件. 展开更多
关键词 气泡的黏性液体 衰减系数 相位速度
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