检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2024年第7期73卷 224-231页

作者：索鼎杰纪镇祥黄晓雲靳杰闫天翼北京理工大学医学技术学院北京100081 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

包膜微泡在非线性声场下的响应对高强度聚焦超声治疗具有重要意义.本文通过耦合Gilmore-Akulichev-Zener模型与脂质包膜的非线性模型,采用KZK方程仿真非线性声场,分析在不同超声频率、不同声压以及不同包膜材料的黏弹性下的微泡动力学... 详细信息

包膜微泡在非线性声场下的响应对高强度聚焦超声治疗具有重要意义.本文通过耦合Gilmore-Akulichev-Zener模型与脂质包膜的非线性模型,采用KZK方程仿真非线性声场,分析在不同超声频率、不同声压以及不同包膜材料的黏弹性下的微泡动力学行为和微泡振荡频率,并进一步对比了实际测量声场与KZK方程仿真声场下的微泡动力学行为和频率响应.研究结果表明:非线性声场会导致微泡壁的瞬时运动速率减小,声压和频率的改变对微泡动力学的影响与在线性声场中类似;包膜材料的不同可以使振荡频率中的谐波分量发生改变,其中包膜材料的弹性对微泡的频率响应影响较小,包膜的初始黏性和初始表面张力对微泡的振荡频率分布影响较大,当初始黏性越小时,二次分谐波的峰值越高,当初始表面张力越大时,主频的峰值越高.本研究进一步阐明非线性超声激励包膜微泡的微泡动力学,为包膜微泡在非线性声场下的频率响应分析奠定理论基础.

关键词：微泡动力学非线性声场包膜微泡频率响应

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基于耗散粒子动力学方法的微泡动力学介观模拟研究

基于耗散粒子动力学方法的微泡动力学介观模拟研究

引用

作者：林雨青浙江大学

学位级别：硕士

在微流体动力学领域中，介观尺度下包含了一系列流体分子的微泡，在诸多领域，如药物的制备与提纯，香水的制造，化工制剂的分离过滤，药物输运，声孔效应，超声空化清洁，空化初生，梢涡空化等，有着极大的研究和应用价值，其中很多的... 详细信息

在微流体动力学领域中，介观尺度下包含了一系列流体分子的微泡，在诸多领域，如药物的制备与提纯，香水的制造，化工制剂的分离过滤，药物输运，声孔效应，超声空化清洁，空化初生，梢涡空化等，有着极大的研究和应用价值，其中很多的动力学问题还未解决并且亟待解决。\n 耗散粒子动力学(DPD: Dissipative Particle Dynamics)作为一种自下而上基于粒子法的粗粒化介观数值方法，已经成功应用于各种介观系统的研究。通过使用单个粒子来表示多个分子或分子团的粗粒化过程，从而抛弃了与我们所关心的性质无关的更小空间和时间尺度的细节，消除了它们所产生的不必要的计算资源消耗。DPD粒子之间的相互作用力以成对的形式出现，由保守力、耗散力和随机力三种组成。耗散力和随机力通过刻意地选择参数和权重函数来满足涨落耗散定理，构成了DPD方法中内置的恒温器。多体耗散粒子动力学(MDPD: Many-body Dissipative Particle Dynamics)方法作为标准DPD方法扩展版本，通过修正保守力的形式以添加了与密度相关的成分，使得DPD流体能够模拟出气-液两相共存状态。\n 本文通过引入分子动力学(MD: Moleculars Dynamics)方法中的Berendsen恒压器，发现原始的Berendsen恒压器在DPD方法和MDPD方法中能够实现快速的压力变化控制，对非平衡动力学过程的研究有着独具一格的优势。对于单相系统能够成为很好的压力控制器，但是作用于多相系统则会对两相界面造成“非物理”的干扰甚至破坏。针对该问题作者提出局部的Berendsen恒压器，很好地弥补了原始Berendsen恒压器的该弱点，使Berendsen恒压器适用于多相系统，可以实现准确的两相界面的模拟。两相界面上不会因恒压器进行压力控制而形成“非物理”过渡，并且局部的Berendsen恒压器仍然保持原始Berendsen恒压器的非平衡动力学过程的特性优势。\n 为了实现微气泡的(M)DPD方法模拟，通过分析不包含任何粒子的真空泡模型在模拟微气泡动力学问题存在的不足，无法捕捉较为复杂的动力学行为，如微气泡的振荡和溃灭等，论证了包含粒子的气体泡模型对于复杂微气泡动力学行为模拟的必要性。通过对比在包含粒子的(M)DPD气体泡模型保守力中排斥力的影响参数对液气密度比的影响，发现采用DPD气体泡模型通过增加保守力斥力截断半径更容易达到微气泡模拟的高液气密度比的要求，本文中得到的最大液气密度比约为11。\n 通过对于微泡在平板泊肃叶流中迁移运动的研究，模拟的结果表明较大的粘度比导致近壁的平衡位置，同时较大的毛细数(Ca)使微泡迁移到通道中心线。对相同Ca数的微泡迁移，通道有一个临界宽度，如果通道宽度小于该临界值，则微泡的平衡位置只能定位在通道的中心线处。

关键词：耗散粒子动力学微流体动力学微泡动力学气体泡模型液气密度气-液两相流

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声场中微泡造影剂的运动特性

引用

陕西师范大学学报（自然科学版） 2014年第4期42卷 22-26页

作者：凤飞龙沈壮志沈建中陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省超声学重点实验室陕西西安710119 中国科学院声学研究所北京100190

以类血液液体为工作介质,在考虑带壳微泡造影剂的液体壳和类血液液体的黏度、表面张力及不可压缩性的情况下,对声场中微泡造影剂的动力学行为特性进行了数值研究.分析了频率、声压、初始内半径、壳壁厚度及类血液黏度对微泡运动状态的影... 详细信息

以类血液液体为工作介质,在考虑带壳微泡造影剂的液体壳和类血液液体的黏度、表面张力及不可压缩性的情况下,对声场中微泡造影剂的动力学行为特性进行了数值研究.分析了频率、声压、初始内半径、壳壁厚度及类血液黏度对微泡运动状态的影响.研究表明微泡的运动状态只有处于周期2时,声空化才具有安全性.

关键词：超声微泡造影剂微泡动力学混沌分叉

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