固壁面附近空泡溃灭实验研究：激光诱导与声脉冲分析

"固壁面附近空泡溃灭研究 (2009年)，赵瑞，梁忠诚，徐荣青，陆建，倪晓武" 这篇论文深入探讨了固壁面附近空泡溃灭的物理现象，这是流体动力学和声学领域的一个重要课题。研究人员采用了自行设计的光偏转原理力学传感器以及压电陶瓷探针式水听器PZT进行实验，这两种设备能够精确地捕捉到空泡溃灭过程中产生的动态效应。实验的核心是激光诱导的空泡，通过脉冲激光在固壁附近创建并观察空泡的生命周期。 实验结果显示，当空泡在激光脉冲的作用下溃灭时，会先后产生射流和声脉冲。这种顺序表明，射流的形成先于空泡的完全崩溃，这是由于空泡内部的压力快速释放导致的。随着脉冲次数的增加，空泡溃灭过程中的能量转化变得更加显著，即更多的泡能转化为声能，这可能是因为空泡内部的压缩和稀疏过程加剧，导致更多的能量以声波的形式散发出去。 通过对实验获得的声脉冲信号和射流信号的分析，研究者得出结论，声脉冲是空泡第二次溃灭过程中主要的能量耗散方式。这一发现对于理解和预测空泡溃灭对周围环境（如固体表面）的影响，以及在水下声学、流体动力学、微流控和相关工程应用中有重要的意义。例如，它可以用于优化水下声纳系统的性能，或者理解水下爆炸和机械振动对结构的冲击。 此外，该研究还提供了关于空泡溃灭机制的新见解，这对未来在材料科学、海洋工程、生物医学工程等领域的应用具有指导价值。例如，在微流控系统中，精确控制空泡的生成和溃灭可以改善微混合和微反应的效果；在水下爆炸研究中，理解空泡溃灭过程有助于评估其对舰船或海底结构的潜在破坏性。 这篇2009年的研究工作通过实验手段揭示了固壁面附近空泡溃灭的动态特性，对于深化我们对流体中空泡动力学的理解，以及开发更有效的噪声控制和能量利用策略具有重要的科学价值。