含气泡液体内的声学参数研究.pdf

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1、第36卷第4期压电与声光V01．36No．42014年O8月PIEZOELECTRICS＆ACOUSTOOPTICSAug．2014文章编号：1004—2474(2014)04—0548—04含气泡液体内的声学参数研究姚文苇，鲜晓军(1．陕西学前师范学院物理与电子技术系，陕西西安710100；2．中国电子科技集团公司第26研究所，重庆400600；3．陕西师范大学应用声学研究所，陕西西安710062)摘要：基于声压与质点振动速度的边界条件，在考虑粘滞阻力、表面张力的情况下，研究了含有气泡液体内声波的传播。利用球贝

2、塞尔及汉克尔函数，对声传播的相关参数进行了理论研究，并对声波的传播速度及衰减系数进行数值求解。结果表明，声速随气泡体积分数的增大而减小，衰减系数却增大，气泡半径对其影响较小；当声波的频率较低时，气泡的存在对声波传播的速度影响较大；而频率较高时，能量更易损失。关键词：声传播；声压；声速；衰减系数；气泡中图分类号：TN912．16；TB524-5文献标识码：AStudyonAcousticParameterinBubble-LiquidMediumYAOWenwei，XIANXiao．iun(1．Dept．ofPhy

3、sicsandElectronicTechnology，ShaanxiXueqianNormalUniversity，Xi’an710i00，China；2．26thInstituteofChinaElectronicTechnologyGroupCorporation，Chongqing400060，China；3．InstituteofAppliedAcoustics，ShannxiNormalUniversity，Xi’an710062，China)Abstract：Takingaboutviscousre

4、sistanceandsurfacetension，acousticpropagationinbubble—liquidmediumarestudiedbasedOilpressureandradialvibrationvelocityinbubblewal1．ByusingSphericBesselandHankelfunction，theacousticparametersareinvestigated；thenumericalresultsofacousticvelocityandcoefficientof

5、attenuationareobtained．Theresultsshowthatacousticvelocitywilldecreaseandcoefficientofattenuationincreasefollowingthechangesofbubblevolumefraction．Theinfluenceofbubbleonacousticvelocityisobviousintheconditionoflowfre—quency；butenergylossisobviousinthecondition

6、ofhighfrequency．Keywords：propagationofacoustic；acousticpressure；acousticvelocity；coefficientofattenuation；bubble0引言点。国际上有研究者为探讨火山内的地震声学，开声波在介质中传播时，由于介质的粘滞、热传导始了高粘度两相介质内声传播的研究。。和复杂的弛豫过程，把一部分能量转变成介质的热与声波其他物质(如生物组织)中的传播一样，能和内能；另一方面则是由于声波在不均匀介质中含气泡液体内的声传播也是一个复杂过程

7、，它不仅的声散射把能量散射到其他方向，而使原来传播方受液体和气泡的共同影响，容器的形状也会影响声向上的声波能量减弱_1]。气泡的存在改变液体内的场的分布口；通常气泡分布无规律，且气泡的位置压力分布¨2]，从而使其声学特性发生改变。含气泡和大小也不断变化。这使声传播具有强烈的非线性水具有强的声衰减和声色散等特性，国际上一直在特征，给定量研究两相介质内声传播的影响带来困研究利用这些性质对海洋进行实时监控，可实现远难，因而在研究过程中需要忽略次要因素。王成会距离气象预测口j；水声领域已开始研究声参量阵的等对液体中的声波

8、动方程进行线性化处理，忽略二发射效率，工程中也用它来检测气泡是否存在和气泡大小l4]。近年来，利用气泡对声波有强的散射作阶小量，结合单个气泡动力学方程探讨了空化对声用这一特性作为物理基础，将气泡构成的超声造影传播的影响；王勇l1等通过单个气泡振动方程的线剂注入人体循环系统中，可提高超声波图像的清晰性化处理，考虑气泡间的相互作用，在声波频率与气度与对比度；空化现象的出现，使