声场模拟方法在大功率低频超声工程中的应用.pdfVIP

维普资讯 第35卷 第 12期 化 学 工 程 Vo1．35No．12 2007年 12月 CHEMICALENGINEERING(CHINA) Dec．2007 声场模拟方法在大功率低频超声工程中的应用 彭健新 ，周光平 ，梁召峰 (1．华南理工大学 物理科学与技术学院，广东 广州 510640；2．深圳职业技术学院，广东 深圳 518055) 摘要：介绍声场数值模拟方法在大功率低频超声处理器 (如清洗槽、声化学反应器)中应用的研究进展。超声声场 数值模拟包括基于计算流体动力学方法的二相流体模型模拟法；基于有限元分析方法的两步计算法和在波动方程 中考虑流体中气泡的阻尼影响的阻尼超声波传播法。介绍了这些模拟计算方法的基本原理及相关模拟结果，并就 存在的问题进行讨论，指出了有待进一步研究的问题。 关键词：大功率低频超声 ；超声空化；声场模拟 中图分类号：O426．9；TB559 文献标识码 ：A 文章编号：1005-9954(2007)12-O075-04 Application ofsimulationmethod oftheultrasonicfield in high-p·owerlow-f·requencyultrasonicengineering PENG Jian-xin ，ZHOU Guang-ping ，LIANG Zhao-feng (1．SchoolofPhysics，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，GuangdongProvince，China； 2．ShenzhenPolytechnic，Shenzhen518055，GuangdongProvince，China) Abstract：Researchprogressonapplicationofsimulationmethodoftheultrasonicfieldinhigh—powerlow一~equency ultrasonicprocessingvesselsuchascleaningvessel，sonochemicalreactorwasintroduced．Thesimulationmethod ofhigh powerultrasonicfieldincludesthemethodbasedon computationfluid dynamicsmethodusingtwophase liquidmodel，twostepmethodbasedonfiniteelementanalysisanddampedwavepropagationmethodincludingthe dampingeffectofbubbleforwaveequationinliquid．Thebasicprincipleandrelationresultsofrthesesimulation methodswerereviewedand theproblemsofrthe simulation ofhigh--powerlow--~equency ultrasonicfieldwere discussed．Th efurtherreserachdirectionwasalsopresented． Keywords：high—powerlow一~equencyultrasound；ultrasoniccavitation；simulationofultrasonicfield 声场分析是科学研究和工程应用中一个非常重 观上对气泡动力学进行理论分析。近年来，随着计 要的课题。工程应用中，通常要求在装有液体的有 算技术的发展，涌现出