超声空化清洗技术及其应用

在阐述空化、空化射流；超声空化及超声空化清洗技术的基础上，对声空化发生的过程及影响产生超声空化空穴的因素进行了研究与探讨，并论述了超声清洗技术的优越性，此外，还对该技术的发展前景及研究发展方向进行了展望。     

超声对细胞膜通透性影响的研究现状

不同剂量和强度的超声对细胞会产生一定生物效应.当超声参数设置合适时,能使细胞膜通透性明显增强.加入声学造影剂,由于造影剂中存在很多微泡,微泡在超声波的作用下被激活,泡核表现为振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程,在此过程中局部产生高温高压,使细胞膜通透性进一步增强.细胞膜通透性增强能使细胞内物质释放,细胞外物质进入细胞,这样可用于释放代谢物质或中间产物,化学方法治疗肿瘤及基因转导等.根据近几年的研究,超声对细胞膜通透性的影响可以部分用于解释超声杀菌的机理,但这还有待于我们进一步的深入研究.     

噪声谱的无量纳特性

应用半球形轴对称头体做了一系列空化噪声实验，得到半球形头体在不同空化数及不同压力下的空化噪声谱。结果表明：头体的空化噪声总声级随空化数而变化，但噪声谱形具有明显的相似形。针对这种相似性，应用无量纳分析方法对噪声谱进行处理，提出了一个噪声声级与空化数的假设，将不同工况下的噪声谱归结到一条曲线上去。该曲线可以作为头体空化噪声谱的特征谱，该特征谱对头体在实际情况下的噪声谱测量具有一定的指导意义。     

高强度聚焦超声技术的作用机理研究

高强度聚焦超声（HIFU）技术起源于二十世纪四十年代,由于其无损、快捷的作用于病灶部位,使病变组织瞬间凝固坏死,因此,相比传统的医学治疗手段,具有深远的医学应用价值。却由于当时缺乏成熟的定位和成像技术而停止不前。直到最近二十年,随着精确定位和成像技术快速发展,HIFU技术潜在的各种优点以及不足之处,不断呈现于世人面前。本文就目前国际上对HIFU技术的研究和医学中的应用作一概述。     

厌氧处理结合超声空化高效破解剩余污泥

为了提高超声空化破解剩余污泥的效率,进而提高污泥的可生化性能,提出先进行短时间的厌氧处理,再进行超声空化的破解方案;并对厌氧0~6 d的污泥进行了超声破解实验研究.实验结果显示:随着厌氧时间的增加,污泥自身性质发生较大改变,如化学需氧量(COD)、肽聚糖浓度大幅度增加,p H值明显降低等;对厌氧污泥进行破解,其破解效果优于新鲜污泥:对厌氧6 d的污泥进行破解,其COD浓度是新鲜污泥的99.3倍,是新鲜污泥破解后的9.5倍.厌氧处理可以降低污泥的破解难度,在较大程度上提高超声空化强度,该工艺可以实现高效破解剩余污泥的目的.     

基于遗传算法的潮流能水轮机翼型优化设计

为了获得满足潮流能水轮机设计要求的专用翼型,基于遗传算法建立了水轮机翼型优化设计模型,该模型综合考虑了升力系数、阻力系数、升阻比和压力系数等因素,采用XFOIL评估翼型的水动力性能,对几种典型设计要求情况下的水轮机翼型进行了优化设计.数值结果表明,该模型能够根据不同的设计要求获得相对应的水轮机翼型,不仅可以改善翼型的水动力系数,还能够避免翼型空化现象的产生.在最小化压力系数情况下,最大厚度位置更靠近翼型后缘,而最大化升力系数情况下则更靠近翼型前缘.为了达到指定的设计目标,需要考虑多个攻角下的升力系数或压力系数.     

渥奇段的空化噪声与空化特性

通过对渥奇段的空化噪声的量测与分析，发现渥奇段的空化易发生在壁面曲率的沿程变化明显增大的部位；水流空化数与空化噪声的沿程变化趋势一致；空化发生的位置和程度与运行工况、凸体位置和高度有关；渥奇段的空化为体型分离型，初生空化数约为0．2左右。     

两种空化模型计算二维水翼空化流动研究

采用混合多相流模型和空化模型对攻角为6.5°的NACA66型二维水翼的空化流动进行数值研究.使用Singhal全空化模型(FCM)和Zwart-Gerber-Belamri(Z-G-B)空化模型,以实验数据为基准,对这两种空化模型得到的翼型表面压力分布系数和升、阻力系数以及流场结构进行了比较和分析,结果表明:FCM中,不凝结气体质量分数对计算结果影响较大,空化区长度随着不凝结气体质量分数的减小而变小;Z-G-B空化模型中,蒸发系数和凝结系数对结果有较大影响.总体说来,通过选取合理的经验系数,两种空化模型都给出了令人满意的空化流动结果.     

非线性超声场中医用微泡的空化预测研究

以两种常见医用微泡的实验材料为计算参数,利用修正的Rayleigh-Plesset方程,对粘滞流体中不同半径的医用微泡在非线性超声波驱动下的空化行为进行了数值仿真.结果表明:一定驱动声频下,声压越大,医用微泡的空化概率越大,且向半径减小的方向移动,其空化概率受微泡材料参数影响也较大;同时,声作用周期个数越多,空化概率越大.当声作用周期个数增到一定数量时,其空化概率达到饱和.