空化泡在磁場環(huán)境下動力學(xué)行為的研究對基于空化應(yīng)用的領(lǐng)域意義重大。為對磁場條件下流體中氣泡動力學(xué)行為作全面理解,本文分別針對弱導(dǎo)電流體和強導(dǎo)電流體,基于不同的理論并利用不可壓縮流體的N-S方程,建立了在超聲場和磁場共同作用下弱導(dǎo)電流體—水和強導(dǎo)電流體—鎵中空化單泡的動力學(xué)方程,并運用四階-龍格庫塔方法數(shù)值研究了兩種流體中空化泡的磁場效應(yīng),數(shù)值研究工作如下:1)對弱導(dǎo)電流體—水中空化泡的磁場效應(yīng)進行了研究。首先,從能量角度理論分析計算了磁場能有效抑制水中空泡振動時的取值下限大小。其次,數(shù)值分析了不同磁場強度作用下水中空化泡的振動過程。發(fā)現(xiàn)磁場對空化泡振動抑制微弱,若要產(chǎn)生有效的影響,磁感應(yīng)強度至少應(yīng)大于0.5T;在強磁場下,磁場對氣泡的抑制作用明顯,且磁場對氣泡產(chǎn)生的附加壓強的大小隨著磁場的增大而增大。2)對強導(dǎo)電流體—鎵中空化泡的磁場效應(yīng)進行了研究。首先,數(shù)值研究了強磁場對鎵流體中氣泡振動的阻尼效應(yīng)和磁場對氣泡聲致發(fā)光強度的影響。其次,對磁力作用項的性質(zhì)進行了理論分析與數(shù)值模擬,揭示了磁場與氣泡作用可能的耦合機制。第三,考慮到數(shù)值計算量較大,為方便計算,對氣泡動力學(xué)方程做了無量綱化,并基... 

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 磁場調(diào)控微泡運動的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究目的、內(nèi)容及方法
第2章 水中空化單泡的磁場效應(yīng)
    2.1 物理模型
    2.2 數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 連續(xù)性方程
        2.2.2 動量方程
        2.2.3 氣泡動力學(xué)方程推導(dǎo)
    2.3 數(shù)值方法
        2.3.1 龍格-庫塔方法
        2.3.2 四階龍格-庫塔方法流程圖
        2.3.3 空化泡運動方程的求解
    2.4 數(shù)值結(jié)果與分析
        2.4.1 有效磁場范圍估算
        2.4.2 磁場對水介質(zhì)中氣泡運動的影響
    2.5 小結(jié)
第3章 鎵流體中氣泡的磁場效應(yīng)
    3.1 物理模型
    3.2 數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 電磁力
        3.2.2 氣泡動力學(xué)方程推導(dǎo)
    3.3 數(shù)值方法
    3.4 數(shù)值結(jié)果與分析
        3.4.1 強磁場對鎵流體中氣泡振動的阻尼效應(yīng)
        3.4.2 磁場對氣泡聲致發(fā)光強度的影響
        3.4.3 磁力作用項的性質(zhì)分析
        3.4.4 無量綱參數(shù)
        3.4.5 驅(qū)動聲場對氣泡振動穩(wěn)定性的影響
        3.4.6 磁場對氣泡非線性振動穩(wěn)定性的影響
        3.4.7 磁場對泡內(nèi)溫度及泡內(nèi)氣壓的影響
        3.4.8 磁場對液體空化閾值的影響
    3.5 小結(jié)
第4章 總結(jié)與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 進一步工作展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的科研成果及參加科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]均勻磁場中初始靜止的液態(tài)金屬在電流作用下三維運動的數(shù)值研究[J]. 王進進,張杰,倪明玖.  中國科學(xué)院大學(xué)學(xué)報. 2015(02)
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[7]底吹氬氣和旋轉(zhuǎn)磁場復(fù)合作用對兩相流動行為影響[J]. 王芳,李寶寬.  東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(09)
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博士論文
[1]移動磁場作用下鋼液湍流的大渦模擬及氣液兩相流行為的研究[D]. 王芳.東北大學(xué) 2008

碩士論文
[1]磁性流體的宏觀動力學(xué)模擬與實驗驗證[D]. 黃光平.蘇州大學(xué) 2008



本文編號：3657980