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    自然界的試題中存在著許多氣泡核，遇到外界激勵時將迅速膨脹為肉眼可見的氣泡，當(dāng)遇到高壓水體時，這些氣泡又會以近乎絕熱過程虧滅，流體質(zhì)點向氣泡中心高速沖擊，結(jié)果產(chǎn)生瞬時熱點（約5000k）和局部高壓（約1.01*10⁹Pa），并伴隨各種極端物理，化學(xué)現(xiàn)象。同時空化水射流能夠在極短時間內(nèi)使靶體收到極高頻（400km/h）作用，并伴有極大的噪聲，這一現(xiàn)象被稱為空化效應(yīng)。

    空話機理研究方面RayLeigh作出了巨大貢獻，最先提出了空泡在無界精致液體中潰滅方程。然而自然界中的液體都具有粘性和表面張力，因此plesset對Rayleigh的空泡潰滅方程進行了優(yōu)化改進，提出了著名的R-P方程。此后，空化理論研究進入一個快速發(fā)展時期，但是目前關(guān)于空化的內(nèi)在機理研究還不是十分成熟，尚無較為權(quán)威的理論說明。其中的原因包括液體結(jié)構(gòu)和空化效應(yīng)的復(fù)雜性，以及相應(yīng)試驗觀測設(shè)備的缺乏。當(dāng)前主要提出了一些較為合理的假說，主要包括微射流理論，沖擊波理論，群泡潰滅理論。

1.微射流理論

    在液體環(huán)境中，流動參數(shù)的變動常常會造成空泡的失穩(wěn)，引起空泡的非對稱潰滅，其中較為代表性的研究是關(guān)于近固壁面的球形空泡的潰滅。Lauterborn和Bolle等人利用紅寶石激光器在固壁附近的蒸餾水中誘導(dǎo)球形空泡，利用高速攝影機拍攝到了近固壁的空泡生成及其潰滅過程中微射流的形成，為plesset和Chapman對該現(xiàn)象的理論預(yù)測提供了實驗依據(jù)，preece等人將高壓水射流通入水體中產(chǎn)生空化現(xiàn)象，利用高速攝影技術(shù)成功捕捉到了近壁面空泡的不對稱潰滅過程，由得到的照片推算潰滅時產(chǎn)生的微射流時速超過500m/s。趙瑞等人通過自制的力學(xué)傳感器和高速攝影機，開展了對激光誘導(dǎo)近壁面的球形空泡的潰滅研究結(jié)果表明，剛性壁面面對空泡周圍流場產(chǎn)生的擾動致使空泡形狀發(fā)生畸形，潰滅發(fā)生后，距離壁面較遠的一側(cè)的空泡壁面逐漸內(nèi)凹，形成以一股微射流沖擊固壁面，經(jīng)壓力檢測和水錘壓力算得到，速度超過450m/s

目前試驗即理論研究證明了空化現(xiàn)象微射流的存在，但是所得出的射流速度值相差較大，因此，對于微射流速度的影響因素還有待于進一步的深入研究。微射流演化過程

2.沖擊波理論

    沖擊波理論認為空泡潰滅會產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力沖擊波輻射波傳播，在蒸餾水中，Matsumoto利用壓電陶瓷探針式水聽器PZT及高速攝影機對近壁面的空泡潰滅過程進行探測，經(jīng)過一段時間后，靶體表面出現(xiàn)了明顯的材料剝蝕現(xiàn)象，分析結(jié)果表明，空泡在極短時間內(nèi)高速潰滅，它所形成的沖擊波壓強高達500-750MPa，在1cm²表面每秒將有超過3*10⁷個空泡生成和潰滅，以極高頻的沖擊波重復(fù)作用于靶體對于空蝕的產(chǎn)生起到了重要作用；胡影影等人通過數(shù)值模擬及實驗驗證了空泡潰滅時產(chǎn)生的沖擊壓力最大值的空間位置，結(jié)果表明，沖擊波壓力最大值發(fā)生在距離空泡泡壁68μm處，在潰滅瞬間達到1GPa以上；研究認為空泡潰滅的瞬間所產(chǎn)生的沖擊脈沖時空化效應(yīng)一系列作用的重要因素。

3.群泡潰滅理論

    為了減小試驗及模擬難度，大多采用單空泡來進行空化現(xiàn)象的研究，但是實際水體中，空泡總是成群出現(xiàn)，丹麥學(xué)者Morch認為空泡群的外層空泡最先潰滅，率先潰滅的空泡產(chǎn)生的壓力脈沖會增大其他空泡的環(huán)境壓力，后續(xù)空泡潰滅時將會爆發(fā)出更大的沖擊壓力，Shima對群泡潰滅問題從理論層面進行了探討，他對水中2個相近空泡在潰滅過程中的相互影響進行了理論探索，導(dǎo)出了不可壓縮流體中雙泡的控制過程，結(jié)果表明，當(dāng)兩個空泡距離足夠近時，會產(chǎn)生相互擾動，潰滅時所輻射處的沖擊壓力更大，基于能量傳遞理論，運用分層潰滅模型對群泡的潰滅沖擊波進行分析，證明了以沖擊波傳播方式表現(xiàn)出來空泡間的相互作用，是最后的潰滅的空泡產(chǎn)生的輻射壓力提高了幾個等級。

      水射流空化內(nèi)在機理的理論研究主要集中在上述幾個方面，通過理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬、試驗觀測等方式，以空化數(shù)作為空化強度的主要衡量指標，考慮到空化效應(yīng)的負責(zé)性目前也有一些新的觀點被提出，如電化學(xué)理論，邊壁效應(yīng)、化學(xué)腐蝕、液體粘度、噴嘴結(jié)構(gòu)。