声场中椭球形气泡的体积振动研究-陕西师范大学学报期刊社网站

陕西师范大学学报（自然科学版）

物理学

声场中椭球形气泡的体积振动研究

马艳1，2，林书玉1*，徐洁1，唐一璠1

(1 陕西师范大学物理学与信息技术学院，陕西西安 710119;2 宁夏师范学院物理与电子信息工程学院，纳米结构及功能材料工程技术研究中心，宁夏固原 756000)

林书玉，男，教授，博士生导师。E-mail: sylin@snnu.edu.cn

摘要:

利用Lagrange方程得到了3个半轴呈一定比例的椭球形气泡的体积振动方程，探讨了不同驱动声场、不同半轴比例下椭球形气泡的体积振动和共振频率，并与同样体积下的球形气泡进行对比。结果表明：同样声场驱动下，椭球形气泡的体积变化振幅小于球形气泡体积变化振幅，椭球形气泡越偏离球形，气泡体积改变量越小，反之亦然；椭球形气泡的共振频率取决于其3个半轴长度的比值和气泡均衡体积。

关键词：

Lagrange方程；椭球形气泡；体积振动；共振频率

收稿日期：

2016-03-01

中图分类号：

O426.1

文献标识码：

文章编号：

1672-4291(2016)04-0028-05doi:10.15983/j.cnki.jsnu.2016.04.242

基金项目：

国家自然科学基金（11174192，11374200，11474192）; 宁夏师范学院校级项目(NXSFZD1516)

Doi:

Volume pulsation of an ellipsoidal gas bubble in an acoustic field

MA Yan1,2, LIN Shuyu1*, XU Jie1, TANG Yifan1

（1 School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University,Xi′an 710119, Shaanxi, China；2 School of Physics and Electronic Information Engineering, Engineering Research Center of Nanostructure and Functional Materials, Ningxia Normal University, Guyuan 756000, Ningxia, China)

Abstract:

The volume pulsation equation of three ellipsoidal gas bubbles are obtained based on Lagrange′s equation. The volume pulsation and resonance frequency of an ellipsoidal gas bubble are researched.The volume pulsation of an ellipsoidal gas bubble and a spherical gas bubble with the same equilibrium volume are compared. The results show that the volume change of an ellipsoidal gas bubble is smaller than the spherical gas bubble with the same equilibrium volume.Comparing with sphere, the change of volume in the ellipsoidal gas bubble is smaller. The shape of ellipsoidal gas bubble is close to sphere, and the change of volume is bigger. The resonance frequency of an ellipsoidal gas bubble depends on the equilibrium volume and the ratio of semiaxis of the ellipsoidal gas bubble.

KeyWords:

Lagrange′s equation; ellipsoidal gas bubble; volume pulsation; resonance frequency