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生物技术中声空化的非线性参数估计

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摘要

超声空化效应的独特功效,声空化与生物材料间的相互作用正广泛地应用于生物材料工程。事实上,功率超声用于中国传统医药萃取技术仍需进一步研究开发。特别值得注意的是,超声波反应釜中声波参数的非线性与时空衰变是极其复杂和多变的。声波特性的非线性造成了超声波处理器中的超声能量在时间与空间领域(x,y,z,t)分配的不均匀。所以,声参数的非线性将给超声波技术的应用带来一定的困难,必须充分认识并认真解决这些问题。本文介绍了关于非线性问题的两个方面,包括非线性分析和非线性的补偿方法。本文的主要内容包括:(1)研究在生物材料和溶媒液的混合物中,超声波传播的声波参数非线性描述方法和非线性规则;(2)通过在流动介质中进行声波空化效应的非线性实验,对相关理论研究提供验证数据。分析方法:(1)用数理方法讨论了声波传播的规律,揭示了流体中动力学参数的非线性;(2)描述了在有损非线性介质中,声学场的近轴近似有效数值运算法则。(3)研究了超声波处理器中,空化效应空间分配的非线性。实验结果证明,本文对超声波非线性的分析论述是正确的,提出的非线性补偿方法是有效可行的;基于实验数据设计的超声材料萃取装置应用于中药有效成分提取,具有其明显的技术特色和推广实用价值。

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