边界密度对近弹性边界空化泡动力学影响的实验研究

【作者】 安冠宇； 何志博； 曾添宝； 黄勇浩； 刘洋； 郑智颖；

【机构】 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院；

【摘要】 近年来空化泡被广泛应用在各种新型医疗诊断和治疗中,例如,靶向治疗、药物递送以及激光血管成形术等。在这些应用中,空化泡在生物组织附近振荡的同时伴随着弹性边界的储能和释放过程,由此造成了迥异于传统刚性平板边界附近空化泡动力学的现象。目前对于近弹性边界空化泡的研究主要集中在边界弹性模量变化带来的的影响,而忽视了边界密度在空化泡-弹性边界相互作用过程中起到的作用。本文采用激光诱导空化泡的方式对不同密度弹性边界附近的空化泡动力学行为开展了可视化实验研究,通过高速摄影研究了边界和流体密度之比小于、等于和大于1工况下空化泡的时间演变、射流特性、射流速度、迁移和气泡振荡时间。结果表明,三种边界附近的空化泡随无量纲距离γ的增大均表现出三种形态,分别为半球形、蘑菇型和球形。射流行为包括两种情况:(1)远离边界方向的轴向射流;(2)在气泡赤道面上指向球心的环状射流(在一定的无量纲距离范围内使空化泡在弹性边界法向上分裂成两个子气泡)。弹性边界密度越大则越不容易产生形变,并且空化泡发生分裂时靠近弹性边界的子气泡也越不容易对边界造成损伤。同时,空化泡在第一周期生长阶段形心向远离弹性边界方向迁移的程度会更加的剧烈。更多还原