弹性介质包围的球形液体腔中气泡和粒子的相互作用

摘要

为探究外层弹性介质对液体腔内气泡和粒子相互作用的影响, 从速度势分布理论出发, 结合拉格朗日方程得到了腔内气泡和粒子的运动方程, 分析了气泡的共振频率及声波作用下粒子和气泡间的相互作用对其平动行为的影响. 结果表明, 介质弹性和密度等特性均可改变腔内气泡的共振频率, 表现为气泡的共振频率随着球腔的半径增大有先减小后增大的变化趋势, 且逐渐趋于无界液体中单泡的共振频率. 气泡和粒子在球形液体腔中的平动受到声场参数、外层弹性介质特性、气泡和粒子本身特征等因素的影响, 总体特征表现为粒子有向腔壁运动的趋势, 气泡的平动与气泡和粒子间相互作用特征密切相关.