体积粘滞对气泡动力学特性及激励声波频谱能量的影响

流体粘度对通孔泡沫铝水下声学特性的影响通孔泡沫铝是一种常见的水下声学材料，具有较低的密度和良好的隔音性能。

流体粘度是影响水下声学特性的重要因素之一，下面将探讨流体粘度对通孔泡沫铝水下声学特性的影响。

首先，流体粘度会影响水下声学信号的传播速度和衰减。

水中的震荡传递是通过介质传递的，其传播速度与介质的物理性质有关。

流体粘度越大，介质的阻力越大，声波信号的传播速度就越慢。

同时，流体粘度还会导致水中的声波信号发生耗散，使信号在传播过程中逐渐衰减。

因此，在水下声学应用中，需要针对所处水体的流体粘度进行特定设计和调整。

其次，流体粘度还会影响通孔泡沫铝的声学特性。

在水下环境中，通孔泡沫铝的性能主要取决于其孔隙率和孔径大小。

流体粘度越大，液体分子在孔隙之间的摩擦力增大，因此通孔泡沫铝的空气流动阻力增加，导致声学性能变差。

同时，在液体流动作用下，液体分子会流过材料的表面并在孔隙中形成漩涡，进一步影响声学性能。

因此，流体粘度对通孔泡沫铝的声学性能具有显著的影响。

最后，需要注意的是，流体粘度还会直接影响水下声学测量的精度和可靠性。

在实际应用过程中，需要对水体的流体粘度进行实时监测和调整，以确保测量的精度和可靠性。

综上所述，流体粘度对通孔泡沫铝水下声学特性具有重要的影响。

在水下声学应用中，需要充分考虑流体粘度的影响，进行相应的材料设计和环境调整，以提高水下声学信号的传递速度和质量。

在实际的水下声学应用中，流体粘度对通孔泡沫铝水下声学特性的影响需要进行详细的分析和研究。

以下列出一些相关数据并进行分析。

首先，液体的粘度是流体粘度的一个重要指标。

常见的水下环境中，海水的粘度通常在1.2 ~ 1.5 * 10^-3 Pa·s之间。

对于通孔泡沫铝的声学性能影响较大的黏性液体如甘油，其粘度可高达100 Pa·s，这表明在使用甘油等黏性液体下进行声学测量时，通孔泡沫铝的声学性能会受到显著影响。

此外，不同材料的孔径大小和形状也会对流体粘度的影响产生不同的响应。

液体内含气泡时的传声特性研究姚文苇【摘要】利用球贝塞尔函数及汉克儿函数,气液交界处的质点振动速度和应力的连续条件,研究了声波在气-液两相介质内的传播特性.基于波数与区域半径乘积小于1的条件下,求解了两相介质内声传播的参数,即等效弹性系数、等效密度、声速及衰减系数;并得到声速及衰减系数随气泡体积比的变化曲线.结果表明,气泡的存在使声速下降,衰减系数增大,气泡的半径大小对其有一定的影响;声波频率偏低时,气泡对声速影响较明显;频率较高时,声波的能量损失较大.所得的结论与文献中的结果的相似,其结果将为含气泡液体内声传播的应用提供重要的理论依据.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)028【总页数】4页(P188-190,219)【关键词】等效波数;等效密度;声特性;气泡【作者】姚文苇【作者单位】陕西学前师范学院,西安710100【正文语种】中文【中图分类】TB525液体中附着在固体杂质、微尘或容器表面上及细缝中的气泡，或在液体中由于涡流或声波等物理作用，在液体和液-固界面形成微小泡核［1—3］。

液体中的气泡会改变声波在液体内传播时的压力分布，从而使其声学特性参数(如弹性系数和密度)有所变化。

国际上很多学者研究利用声衰减和声色散的性质对海洋远距离气象实时监控及预测;生物医学领域利用它对血流及生物组织超声成像。

高永慧等［3］、赵晓亮［4］分别研究了两相介质中声波透射、声波传播的特性参数及在高黏度介质(如硅树脂和糖浆)中声波的传播性质。

通常两相介质声波的传播易受气泡的位置状况和大小分布的影响，同时声源的位置及形状及容器的参数等因素也会产生一定的效应［5］，从而使得声波的传播呈现非线性特征，给定量研究增大了难度。

最近，王成会等［6］利用气泡液体内的振动方程，结合声波空化效应，研究了两相介质内的传播;王勇等［7］对声波动方程进行线性化处理，在满足的基础上，探讨气泡的含量和大小、声波的频率对介质内传声特性的影响;姚文苇［8］基于声压的贝塞尔函数研究了气泡对液体中声波传播速度的影响，李灿苹等［9］探讨了气泡对海水中声波传播速度的影响。

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一一、引言随着计算机科技与计算流体力学的持续发展，气泡动力学特性的研究已经成为了众多领域中不可或缺的一部分。

本文将通过三维数值模拟的方法，对气泡动力学特性进行深入研究。

通过模拟气泡在流体中的运动、变形以及与其他物体的相互作用，我们能够更准确地理解气泡的动态行为，为实际工程应用提供理论支持。

二、研究背景与意义气泡动力学特性的研究涉及流体力学、物理化学等多个领域，具有广泛的应用价值。

在工业生产中，如化学反应器、水力发电站、污水处理等过程中，气泡的行为特性对过程效率和产品质量具有重要影响。

此外，在生物医学、海洋科学等领域，气泡的动力学特性也对理解生命过程和自然现象具有重要作用。

然而，由于气泡行为的复杂性，实验研究往往受到诸多限制。

因此，采用数值模拟的方法进行气泡动力学特性的研究具有重要意义。

通过数值模拟，我们可以更加方便地获取气泡的运动轨迹、变形程度以及与其他物体的相互作用力等信息，从而更全面地理解气泡的动力学特性。

三、三维数值模拟方法本部分将介绍我们采用的三维数值模拟方法。

首先，我们建立了气泡和周围流体的三维模型，并采用了合适的网格划分方法。

其次，我们选择了合适的流体模型和湍流模型来描述气泡的运动和变形过程。

最后，我们利用计算机进行数值求解，得到了气泡的运动轨迹和动力学特性。

四、模拟结果与分析通过三维数值模拟，我们得到了丰富的气泡动力学特性数据。

首先，我们发现气泡在流体中的运动轨迹受到多种因素的影响，如流体的速度、粘度、表面张力等。

此外，气泡的变形程度也与其所处环境密切相关。

我们进一步分析了这些因素对气泡动力学特性的影响规律。

另外，我们还研究了气泡与其他物体的相互作用。

我们发现，当气泡与其他物体接触时，会产一定的相互作用力。

这种相互作用力的大小和方向受到多种因素的影响，如物体形状、大小、表面性质等。

我们还通过模拟不同情况下的气泡运动过程，得到了气泡与其他物体相互作用的动态过程。

气泡动力学特性的研究与应用随着科技的发展，气泡动力学逐渐成为了研究和应用的重要方向。

气泡既是一种普遍存在于自然界中的物质，又是一种可用于工业生产和科学实验研究的重要手段。

气泡的动力学特性研究既有理论意义，也有实际应用价值，本文将就此探讨。

一、气泡动力学特性的基本概念气泡是一种空气或其它气体包裹在水（或其它液体）中的球形或半球形体。

气泡通常是由于振荡、撞击、渗漏等原因形成。

在自然界中，气泡广泛应用于海洋、人体生理、大气、地表水、燃烧和环保等领域。

此外，气泡也是科学实验和工业生产中常用的物质。

气泡动力学特性研究的目的是解析气泡所受到的运动和外力作用的物理特性，如气泡在液体中的流动、振荡、破裂、生长等过程。

气泡在液体中的运动主要受到重力、表面张力、动量和浮力等力的作用。

气泡大小和形状、液体性质、气泡运动速度等因素都对气泡运动和特性产生影响。

依据不同研究对象和方法，气泡动力学特性研究可以分为理论分析、实验和数值模拟三种不同形式。

二、气泡动力学特性的研究方法（一）理论分析气泡动力学特性的理论分析主要通过数学物理方程模型建立，通过求解方程得到特定气泡的运动和特性。

气泡运动与物理特性耦合的物理方程组主要包括Navier-Stokes方程、质量守恒方程、气泡表面张力方程、以及边界条件等方程式。

通过对方程解析求解，可以得到气泡育形、壁压、速度、流场等运动参数和字符参数。

理论分析的优势在于可以给出简洁而通用的模型，能够预测和探索气泡特定运动特性，还可以为实验和数值模拟提供参数参考。

不过，理论分析方法的不足之处在于常常需要解答很多数学问题来获得分析和预测结果，这需要特定的数学技术，难以解决实际工程和生产中的某些问题。

（二）实验气泡动力学特性的实验研究可以通过光学实验、水力学模型实验、压力实验等方式进行。

常见的实验设备包括气泡发生器、气泡观测装置、高速相机、光学显微镜等。

实验能够定量获取气泡的运动速度、形态、壁压、生长和破裂循环等动态信息，具有无可替代的优势。

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一一、引言气泡动力学特性在多个领域中有着广泛的应用，包括化学工程、海洋科学、环境科学等。

对于理解其内部动力学行为及影响因素，我们迫切需要进行三维数值模拟研究。

本篇论文的目标即对气泡动力学的三维数值模拟进行研究，深入探索其内在机制及影响因素。

二、背景及目的近年来，随着计算机技术的发展，气泡动力学的三维数值模拟成为研究该领域的一种重要手段。

通过三维数值模拟，我们可以更直观地了解气泡的生成、发展、变化及消亡过程，从而为实际工程应用提供理论支持。

本研究的目的是通过建立精确的三维模型，分析气泡的动态特性，并探讨各种因素对气泡行为的影响。

三、研究方法本研究采用三维流体动力学模型进行数值模拟。

首先，我们建立了气泡的三维模型，并利用计算流体动力学（CFD）软件进行模拟。

在模拟过程中，我们考虑了流体的粘性、表面张力、重力等因素对气泡的影响。

此外，我们还采用了高精度网格技术以提高模拟的准确性。

四、模拟结果与分析1. 气泡的生成与变化在模拟中，我们发现气泡的生成与周围流体的性质密切相关。

当流体中的压力达到一定值时，气泡开始生成。

其形状在初生时多为圆形或近似球形，随后会受到流体动力和其他外部力的影响而发生变化。

随着气体的释放和扩散，气泡的形状变得更为复杂，出现扭曲、形变等现象。

2. 气泡的动力学特性通过模拟，我们观察到气泡在流体中的运动受到多种力的作用，包括流体动力、表面张力、重力等。

这些力共同决定了气泡的运动轨迹和速度。

此外，我们还发现气泡的大小和形状对其动力学特性有显著影响。

大而扁平的气泡在流体中更容易受到阻碍，而小而圆的气泡则更为活跃和快速地运动。

3. 影响因素的探讨我们对流体的粘性、表面张力以及气体的释放速率等因素进行了模拟研究。

结果显示，流体的粘性对气泡的大小和运动速度有显著影响，粘性越大的流体产生的气泡越小且运动速度较慢；表面张力则决定了气泡的形状和稳定性；气体的释放速率则决定了气泡生成的频率和数量。

流体黏性及表面张力对气泡运动特性的影响
流体黏性及表面张力对气泡运动特性的影响?
艾旭鹏倪宝玉?
【摘要】基于气泡边界层理论,引入黏性修正,采用边界积分法,考虑黏性效应和表面张力在单气泡以及双气泡耦合作用过程中的影响.首先将建立的数值模型与Rayleigh-Plesset的解析解进行对比,发现二者符合良好,验证了数值模型的有效性;在此基础上,建立考虑流体弱黏性效应的双气泡耦合模型,研究流体黏性和表面张力作用下,气泡表面变形、射流速度、流场能量转换等物理量的变化规律;最后研究雷诺数和韦伯数对于气泡脉动特性的影响规律.结果表明,流体黏性会抑制气泡脉动和气泡射流发展,降低气泡半径和射流速度;表面张力不改变气泡脉动幅值,但缩短了脉动周期,提升气泡势能.
【期刊名称】物理学报
【年(卷),期】2017(066)023
【总页数】11
【关键词】关键词:气泡,边界层,黏性,表面张力
【文献来源】https:///doc/f810154445.html,/academic-journal-cn_acta-physica-sinica_thesis/0201250861800.html
1 引言
黏性流体中多气泡的运动和耦合作用在生物、化学、海洋工程中应用十分广泛,比如组织和细胞损伤[1]、水下爆炸气泡[2]、微气泡减阻[3]等.从数学模型和数值模拟角度而言,这一问题主要涉及两大有趣但又具有挑战性的难题,一是气泡与气泡间的强非线性耦合效应,二是流体黏性效应对于气泡耦合效应的影响.对于第一个问题,目前较常用的有效解决方法之一是采用完全非线性边界元(BEM)方法.。

超声空化气泡运动过程的数值分析作者：王捷来源：《价值工程》2011年第01期摘要：文章基于考虑了液体表面张力、液体粘滞性和辐射阻尼的气泡运动方程，采用数值分析方法研究了在不同声场频率和气泡初始半径条件下单一空化气泡的动力学过程。

Abstract： Based on the bubble dynamic equation under the consideration of liquid surface tension, viscosity and radiative resistance, this essay adopted numerical simulations to investigate single cavitation bubble dynamics with different kinds of acoustic driving frequencies and bubble initial radiuses.关键词：超声空化；空化气泡；数值分析Key words： ultrasonic cavitation；cavitation bubble；numerical analysis中图分类号：G30文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0196-020引言随着科学技术的发展，超声已在众多领域得到了广泛的应用，在这些应用中，超声空化是引发各种物理、化学和生物效应的主要机理，这些效应与瞬态空化气泡崩溃时所产生的高温高压等现象有关。

在研究单一空化气泡动力学过程的方法中，数值分析是除理论和实验方法之外的一种研究方法，至少有两方面原因表明它是必要的。

首先，由于气泡运动过程中高度的非线性，使得从理论上建立能够精确描述空化过程的方程实际上是不可能的，其次，微米级大小的空化气泡半径和持续时间为微秒至纳秒级的气泡运动周期使得实验测量也难以进行。

本文基于考虑了液体表面张力、液体粘滞性和辐射阻尼的气泡运动方程，采用数值分析中Runge-Kutta 方法研究在不同声场频率和气泡初始半径条件下单一空化气泡的运动过程。