平面行波声场作用下液滴群演化的实验研究
编号:615
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更新:2025-04-01 10:41:29 浏览:34次
张贴报告
摘要
本研究通过实验的方式探究了行波声场作用下微液滴群的演化过程。实验装置由4米长管道构成,管道两端配有独立控制的扬声器,利用基于传递函数的行波场调节方法,能够在管道内快速调节出目标行波声场。微液滴由液滴发生装置产生并进入管道,速度调节器为微液滴群提供动力并调控其宏观流速。使用结合高倍率摄影技术的图像粒子测速(PIV)方式,我们能够对运动中的微液滴群进行瞬态观测。利用高斯滤波与霍夫变换方式对图像中的微液滴进行识别,并运用基于Python的开源工具包Trackpy对识别出的微液滴进行轨迹追踪以获取微液滴的运动轨迹,对轨迹进行进一步分析,得到微液滴的运动速度、振幅等信息并进一步推算出微液滴的粒径。
在不同声压条件下(50-200 Pa),我们共进行了八次实验,研究微液滴在200 Hz和500 Hz 两种声波频率下的演变情况。实验结果表明,声场对于微液滴影响分为凝结与碰并两种。在声场作用下,微滴数量密度的下降呈现两个阶段,起初表现为缓慢近乎匀速的下降趋势,持续一段时间后突然加速下降。此外,我们分析了微液滴直径概率密度分布和累积质量分布的演变。具体来说,频率影响微液滴群的演化模式,在 200 Hz时,大液滴的分布较为极端,更多质量集中在大于 40 微米的液滴,而在 500 Hz时,分布则更为均匀。声压影响微液滴群的演化速度,在实验的声压范围(50-200 Pa)内,声压的增大加快了微液滴群的演化速度。
关键词
声团聚,液滴,两相流;声波增雨;声致聚并;人工影响天气;
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