超声消隐技术国内外研究现状

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超声消隐尾流技术的研究现状：关于尾流消隐技术在二战之后就已经得到了很多国家的关注，但是关于超声消隐技术这方面的研究却不是很多。其中1998年海军机密处的Matthew J.Sanford的一份专利提出了一种消除尾流的方式[4]，即利用超声的能量作用于尾流中的而气泡，减小尾流中微小气泡的数量，从而减少尾流中气泡的密度，降低对气泡尾流的可探性。该专利对这种方法以及结构进行了详细的阐述，并且认为超声频率在1.6MHz时对气泡的作用效果最好。随后又在2000年的专利中对舰船尾流在超声作用下的气泡聚合系统进行了详细阐述。随后Ashokkumar分析了超声作用下的气泡行为[5-6]，包括气泡的溶解、溶解、崩溃、融合对气泡分布的影响。指出气泡的融合对气泡的分布和大小有非常大的影响，从而影响超声对各个领域的应用效率。Postema[7]和Bremon[8]研究了在高频率、高声压作用下气泡的融合过程，指出气泡的脂质外壳会在气泡振动的扩展期出现破裂并且引起快速地融合，并且建立了在特定超声声压和超声频率作用下气泡的融合时间模型，与试验结果得到很好的吻合。42472

国内学者也取得了一系列成果。其中陈谦，邹新华，程建春等人对超声波声孔效应进行了研究[9]，研究指出超声波声孔效应的产生和作用与空化泡的动力学参数之间存在一定的关系。陈伟中、王成会、卢义刚、沈壮志、莫润阳、杨阳、张淑君[10-16]等都分别对超声场中空化气泡的运动以及空化气泡之间的相互作用进行了研究。中国船舶重工集团第705研究所陈春玉教授对超声消除尾流特征做出了概括描述[2]，并对超声消除舰船尾流的具体方案做出了具体的介绍。他认为通过向舰船尾流的海水区域发射频率为0.5-2.5MHz范围内某个单频超声波来实现减弱舰在海水中运动时尾流的可检测特征的方法，也就是减少尾流中微气泡的数量的方法，从而减弱或消除其可检测特性。论文网

模拟尾流气泡幕的研究及方法[17-26]：第一钟就是由微孔陶瓷管阵列产生气泡, 通过调节进入微孔陶瓷管阵列空气的压强来控制产生气泡的密度，气压越大，产生的气泡密度越大，这种装置可以定性模拟舰船尾流中较大尺度的气泡，但气泡的浓度较难定量控制；第二种方法是高压气体和水在混合箱中充分搅拌后喷出形成尾流,此外利用级联气泡生成装置来生成气泡幕，实验中利用等厚干涉测量小孔可透过可针尖的直径来确定小孔孔径；第三种方法是电解的方法，其工作原理是用在金属丝上通电以后电解水产生气泡模拟舰船气泡尾流。近场扩散区和远场尾流区中不同的气体含量用不同的极化电压来控制，通过控制金属丝的直径可以控制气泡半径的大小，控制电极数目和通电电压，可实现控制气幕墙厚度和气泡幕密度，但是对于产生较大的气泡的电流比较大，所需要的电流比较大，需要用其他的方法混合使用。

3 功率超声的发展近况

近十年来，大功率超声的产生、基本效应和技术应用的研究有很大进展。大功率超声换能器除常用的纵震模式外，还发展了扭转和弯曲震动模式以及宗扭和纵弯等复合震动模式，扩展了新的应用领域。中国科学院声学研究院的林仲茂对大功率超声进行了相关的研究并对大功率超声的发展近况和展望做出了详细阐述[27]，论文中表示近年来功率超声在有声化学、超声马达、超声悬浮和生物医学等新技术领域发展迅猛。