超声波聚焦和泡崩的数值研究

科学领域:

• 声学和流体动力学 声学和流体动力学
• 计算物理 计算物理
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 超声波技术对于医学成像和治疗至关重要.
• 微泡动力学是超声中介药物输送和组织切除的核心.
• 控制超声波场是提高治疗疗效和安全的关键.

研究的目的:

• 通过球形透镜对超声波进行数值调查.
• 分析聚焦超声波对微泡振荡和崩的影响.
• 探索聚焦超声波诱导的泡崩期间液体喷流的形成.

主要方法:

• 利用一个水平设置接口跟踪方法来模拟两相流.
• 通过球形透镜进行了超声波传播的数值计算.
• 分析了微泡振荡和聚焦镜头附近的崩动态.

主要成果:

• 证明了超声波折射和镜头后面的显著压力强化.
• 由于聚焦超声波,观察到放大了泡膨胀和收缩率.
• 确认了不对称的泡崩和液体喷射形成,受镜头参数的影响.

结论:

• 球形透镜有效地聚焦超声波,加剧压力并改变微泡的行为.
• 聚焦超声波显著增强微泡崩不对称性,并促进液体喷射的形成.
• 研究结果提供了通过控制声场和气泡相互作用来优化基于超声波的治疗方法的见解.