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声黑洞功率超声振动系统的研究
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作者 陈诚 刘洋 +1 位作者 郭建中 林书玉 《应用声学》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页
声黑洞结构具备独特的声波捕获和聚焦能力,已在许多声学领域展现出显著的应用优势和发展潜力。目前,声黑洞结构主要被应用于减振降噪,而其在开发更强大超声振动器件方面的研究还相对有限。基于此,开发了几种新型声黑洞功率超声振动系统... 声黑洞结构具备独特的声波捕获和聚焦能力,已在许多声学领域展现出显著的应用优势和发展潜力。目前,声黑洞结构主要被应用于减振降噪,而其在开发更强大超声振动器件方面的研究还相对有限。基于此,开发了几种新型声黑洞功率超声振动系统,包括声黑洞超声手术刀和声黑洞浸入式化学反应器。通过在超声手术刀头设计中嵌入一维声黑洞轮廓,显著提升了刀头的振动位移和声能辐射,实现了更高效的手术切割和止血。此外,在浸入式声化学反应器的辐射头上引入声黑洞设计,扩大了声空化区域并增强了辐射强度,极大地提高了声处理效率。总的来说,声黑洞设计可以为高性能、高效率功率超声振动系统的开发提供创新方案,同时在功率超声器件小型化方面具有独特的应用前景。 展开更多
关键词 声黑洞 功率超声 超声手术刀 声化学反应器
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考虑气泡非均匀耗散的矩形反应器声流场数值模拟及结构优化
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作者 王泽栋 石至平 刘丽艳 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1965-1973,共9页
声流效应能够有效强化声反应器内的传质过程,大型声反应器中声流驱动力主要来源于声波非线性耗散。以大型壁面式声反应器作为研究对象,采用考虑气泡非均匀分布的非线性声学模型预测声场,耦合声体积力求解三维声流场分布,通过粒子图像测... 声流效应能够有效强化声反应器内的传质过程,大型声反应器中声流驱动力主要来源于声波非线性耗散。以大型壁面式声反应器作为研究对象,采用考虑气泡非均匀分布的非线性声学模型预测声场,耦合声体积力求解三维声流场分布,通过粒子图像测速技术验证模型准确性,研究了超声功率、反应器宽度和液位高度对声流效应的影响规律。结果表明,提高超声功率能够显著提升声流效果,但密集的空化气泡会产生强烈的耗散,导致空化能量的转化率降低;狭窄空间严重阻碍声流发展,反应器空间过于宽阔无益于扩大高流速区域,反而会降低整体的声流强化性能,变化曲线表明40 kHz、60 W驱动条件下能达到最优声流效果的最佳响应宽度和高度分别在200 mm和100 mm左右。 展开更多
关键词 数值模拟 声流 气泡 声反应器 粒子图像测速 优化设计
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