随着科学技术的发展,超声空化效应的应用日益广泛。研究发现合理利用空化效应能给人类的生产生活带来极大方便,而液体中的空化结构及空化泡的动力学行为会影响空化效应的强弱。因此,研究超声激励下液体中的空化结构、空化泡的径向运动及空化泡间的相互作用对更好的利用超声空化效应具有一定的指导意义。本文以超声场中的空化结构及空化泡为研究对象,研究了超声激励下液体中空化结构的形成与发展过程及稳定的空化结构;研究了超声激励下单空化泡的径向动力学特征,探讨获得最佳空化效果的物理条件;研究了超声激励下双空化泡的相互作用,探讨不同因素对双空化泡的次Bjerknes力及双空化泡径向运动特性的影响。研究工作将为更好的利用超声空化效应,增强空化效果提供技术参考。首先,以超声激励液体中的空化结构为研究对象,对超声激励下液体中空化结构的形成与发展过程及稳定的空化结构进行实验研究。搭建了超声激励空化实验平台;研究了超声激励下蒸馏水中空化结构的形成与发展过程;研究了输入功率、不同频率组合及辐射功率密度对稳定空化结构影响;改变蒸馏水、酒精、甘油三种液体工质,研究了不同液体工质中的空化结构。通过研究,获得了蒸馏水在不同声场中空化结构的形成与发展过程;获得了输入功率、不同的双频组合及辐射功率密度对稳定空化结构的影响规律;明确了蒸馏水、酒精、甘油三种液体工质中的空化结构。然后,以超声场中的单空化泡为研究对象,对超声激励下空化泡的径向动力学特征进行理论研究。推导给出超声激励空化泡径向动力学方程,并通过四阶Runge-Kutta法进行求解;研究了空化核初始半径、饱和蒸气压、液体静压及液体表面张力对超声空化阈值的影响;分析了单频超声激励下空化泡的径向运动变化过程,研究了超声参数、液体物性参数、初始半径对空化泡径向动力学特征的影响;分析了双频激励下空化泡的径向动力学特征,探讨了不同条件下双频超声对空化效应的增强及削弱作用,并进一步分析了功率分配比、双频相位差对空化效应的影响。通过研究,获得了空化核初始半径、饱和蒸气压、液体静压及表面张力对空化阈值的影响规律;明确了超声参数、液体物性参数、初始半径对空化泡径向动力学特征的影响规律;探讨了双频超声对空化效应的增强及削弱作用,提供双频组合强化空化效应的物理条件。最后,以超声场中的双空化泡为研究对象,对超声激励下双空化泡的相互作用进行理论研究。推导给出超声激励双空化泡动力学方程,并通过四阶Runge-Kutta法求解;在此基础上,分析了超声激励下双空化泡的次Bjerknes力变化过程,研究了声压、频率及双泡间距对不同初始尺寸的双空化泡次Bjerknes力的影响;分析了超声激励下双空化泡的径向运动特性,研究了声压、频率及双泡间距对不同初始尺寸的双空化泡径向运动特性的影响。通过研究,获得了声压、频率及双泡间距对不同初始尺寸的双空化泡次Bjerknes力的影响规律;明确了声压、频率及双泡间距对不同初始尺寸的双空化泡径向运动特性的影响规律。图94幅,表4个,参考文献77篇。