超声驱动下的液体中包膜气泡动力学模型.pdf

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4、研究生毕化论文中文摘要首巧巧纸毕业论文题目：超声驱动下的液体中包膜气泡动力学模型亩学专业２０１２级博±生姓名：邵纯航指导教师：陈伟中敦授（姓名、职称）摘要一层物质液体中的气泡若带有（称为包膜层）包裹住其内部气体，则称么为包膜气泡，。现实中有的气泡天然带有包膜层有的自发形成包膜层，还有的被人工赋予包膜层。在声空化领域，人们研究发现剧烈脉动的空化泡表面并不是简单一－■的气液界面，而是存在层包膜层。在超声医学界，人们制造了种Ｗ蛋白质，或者脂质体，或者聚合体为外壳的微米量级的包膜气泡，用Ｗ增强医学超声影像，或者用其作为靴向给药的

5、载体，。而近年来在强超声治疗领域利用包膜气泡在高强度聚焦超声作用下做大幅非线性脉动带来的高温高压效果，人们可Ｗ更为有效地摧毁体内的肿瘤细胞。本文介绍我们对现实中的包膜气泡的动力学问题所展开的建模和理论探讨工作，具体分为四个方面。１．声空化泡的包膜气泡动力学模型实验研巧表明，空化泡塌缩时其自身内部的高温高压条件会使泡外邻近的薄层液体转变为超临界水，从而成为空化泡的超临界水包膜层，。基于流体力学和热力学建立了带有超临界水层的空化泡动力学模型。数值计算表明，超临界水层显著地降低了空化泡内的塌缩温度，并对空化泡的脉动起到了缓冲作用，具有负效应。

6、超临界水包膜层的负效应显示通常的自由空化泡模型可能过高地估计声空化泡内部的极端物理条件。２．非球形包膜气泡动力学模型通常，人工生产的包膜气泡往往不具有严格的球对称性形状，比如超声造影剂包膜气泡。基于流体力学和弹性力学，本文一建立了个超声驱动下非球形包膜气泡的动力学模型，其中将包膜层抽象为粘弹材料。基于该模型，，Ｗ常见的卵形包膜气泡为例进行了数值模拟结果显示：包膜气泡的几何形状对于其动力学特性有着重要的影响。尤其是包膜层的空间厚度Ｉ分布对包膜气泡的脉动行为有巨大的影响，包膜层相对更薄的位置有着巧对更大的脉动幅度。３．非球形包膜气泡

7、近场局部髙压研究考虑到包膜气泡的几何形状对于包膜气泡动力学特性有重要影响，不难推知，几何形状也可能显著影响包膜气泡对其外部环境的作用。基于所建立的非球形包膜，即显著影响包膜气泡的实用效果气泡动力学模型一，本文进步研巧了非＾对称包膜气泡外部流体压强分布，给出了相应的解析表达式。从理论上证明了非球对称包膜气泡附近流场存在着局部高压。在同等条件下，该局域压强比球对称情形时大得多。根据这个研巧结果，使用非球对称包膜气泡允许人们使用更弱的超声，而实现预期的治巧效果。４．包膜气泡大幅非线性脉动模型在髙强度治疗超声应用领域，包膜气泡