本文通过高频率可视化实验比较了水、CMC 与 PAM 不同浓度溶液中激光诱导空化气泡与自由面相互作用，发现六类典型水丘形态并定量评估了弹性与剪切变薄分别对水刺高度/速度、裙边宽度/高度、“子弹”喷射位置/速度、气泡半径演化与质心迁移的促进或抑制作用；结果表明弹性总体抑制水刺上升、裙边扩张、喷射与气泡二次周期膨胀，而剪切变薄在低浓度时可部分抵消弹性抑制并促进上述演化 [page::1][page::10][page::16]
本研究基于Gilmore–Akulichev方程耦合Kelvin–Voigt（含neo-Hookean非线性弹性）建立多气泡相互作用模型，数值研究了双气泡系统中气泡相互作用如何引起振幅增强或抑制、振荡模态（P1→P2）转换以及1/2阶次亚谐波的生成或消失；同时量化了初始半径比、超声振幅与气泡间距对亚谐共振峰位移与阻尼的影响，为利用亚谐信号监测与优化声空化提供了物理依据 [page::0][page::1][page::7]。
本研究系统测定了5–45 °C 范围内等体积气泡在纯水与不同浓度 n‑戊醇溶液中的上升速度，结合高速相机、超声传感与数值（Gerris）重构，发现：在纯水中温度升高导致终端速度增大，主要源于水的物化参数（密度、粘度、表面张力）改变，而气泡界面仍可视为滑移（fully slip）；在含表面活性物质的溶液中，温度仅加速动态吸附层（DAL）的形成时序，但导致的完全界面固定所需浓度（CMV）与温度无关 [page::13][page::12].
本研究通过在相近溶解氧条件下，对25°C、50°C与75°C去离子水进行20 kHz、1100 W、2 min超声照射，系统测量并比较了超声后体相纳米气泡（BNBs）的浓度、平均直径及ζ电位，结果显示随着液体温度升高，BNBs浓度显著增加且平均粒径减小，且高温样品呈更强的负ζ电位；作者归因于高温下成核点增多、气泡生长受限以及更强的空化塌陷，从而利于细小气泡生成与稳定 [page::2][page::3][page::4]。
本研究系统评估了在不同超声激励条件（连续波与幅度调制扫频）下，结合流动微米级气泡对贴油玻璃片的清洗效率差异，发现扫频与CW在小轴方向均能显著放大清洗区且与纯气泡流相比清洗面积提升不超过20%，提出了“气-水界面瞬变冲击”与“气泡崩溃产生水射流”两种协同清洗机制以解释观测结果 [page::0][page::5][page::6][page::7]
本研究构建了包含质量传递、热传导与化学反应耦合的两气泡声空化数值模型，系统量化了气泡间相互作用对小气泡膨胀比、内温、内压及自由基产率的抑制效应，并分析了驱动超声（幅度与频率）、气泡间距、邻近大泡半径及流体性质对该抑制效应的调制作用，为优化声化学与超声生物医学应用提供了可量化的物理化学机理依据。[page::8]
本文基于VOF数值模拟研究了气泡与固定球形颗粒之间的距离γ对气泡坍缩形态、微射流速度及颗粒表面受压差的影响，识别出三类坍缩形态（蘑菇形、梨形、球形）及对应三类射流（接触射流、非接触射流、远距射流），并发现最大射流速度Vmax与最大压差Δp_max在γ=0.9处达到峰值（Vmax≈180 m/s，Δp_max≈10.8 MPa），为理解泥砂增强空蚀损伤的微观机制提供了量化依据 [page::8].
本论文通过400余次电火花与激光诱发空化气泡实验，系统研究环境温度（23–90°C）对自由场与近壁气泡动力学的影响，发现随温度升高气泡最大半径与振荡周期上升但塌缩强度显著减弱，最大塌缩速度近线性下降并且在≈70°C以上出现新的“次生空化”现象：在主泡过膨胀时周围液相压力降至Blake阈值以下产生微核并与主泡合并形成表面皱纹，进而增强Rayleigh–Taylor不稳定并促使裂变，从而进一步削弱塌缩强度 [page::1][page::5][page::11][page::18].
本文基于高频超声激发空化泡的试验与干涉仪形貌分析，使用反向工程与球形压痕类比，量化了单个空化泡坍塌产生的水动力冲击压与微射流速度，并发现坑面变形面积（由深度和半径的直角斜边表征）与冲击压力呈高度线性相关；大多数冲击压力集中在0.4–1 GPa，对应微射流速度约200–700 m/s，为空化冲蚀机理建模提供了可量化的强度标尺 [page::0][page::8]
本研究通过20 kHz超声场下的线性扫描伏安与高速成像，系统揭示超声如何通过促进气泡振荡、聚集/合并与快速移除，显著降低电极表面气泡的临界直径（58.0→15.9 μm）、停留时间（533→118 ms），使平均气泡直径从71.8 μm降为17.0 μm，并使电极表面气泡覆盖率从8.3%降至1%，从而在不同NaOH浓度下将电流密度分别提高约9.0%、5.9%和2.8%，提高水电解效率 [page::1][page::7][page::8].
本文通过38.5 kHz超声和高速成像，系统实验研究了盲孔与通孔中声致空化气泡的生成、振荡、塌陷与空间分布，发现超声可在<1 s内移除孔内被困气体，气泡行为受孔径与液体性质影响且可在单个声周期内置换孔内高达约20%液体体积，改变超声功率能将空化活性从孔口位移至孔内中心/内端，从而实现对孔内空化分布的空间控制 [page::0][page::5][page::10]
本报告提出并应用了“全反射阴影测厚（TIR shadowmetry）”技术，在高达480 kHz的时分辨率下定量测量激光诱导空化气泡在靠近固体表面时底部液膜的时间演化，结果表明在首次塌缩之前气泡与固体之间始终存在液膜，最低厚度约为5 μm（随归一化距离γ增大可达≈40 μm），并给出最小厚度与γ的经验拟合关系，这对于理解喷射冲击、表面加热与超声清洗等过程有重要影响 [page::9][page::10].
本论文基于高帧率成像实验系统，系统研究了20–50 kHz超声场下五类典型声空化结构（锥形气泡结构、smoker、声学Lichtenberg图、尾随气泡结构与射流诱导结构）的生成机理、气泡核源与相互转化规律，并提出通过调节辐射面振型、驻波/反射面位置与人工植入核源可有效控制结构分布；当局部声压幅值跨越临界值 P0 时，Bjerknes 力方向翻转是结构形成的关键（试验中观测到的临界幅值显著高于文献常值）[page::6][page::9]
本章系统综述了声学（超声/兆声）清洗的原理、作用机制（空化与声流）、主要参数（频率、功率、溶液及溶解气体等）及其在微电子（晶圆/EUV掩膜）、医疗、海洋、生物和膜分离等行业的应用与优势；文献与图表表明：在微米及亚微米颗粒去除方面，兆声清洗在常见条件下显著优于传统旋洗/喷淋方法，并且合适的化学配方（如稀释SC‑1）与气含量可将颗粒去除效率提高到接近100%[page::1][page::38][page::40]。
本文基于实验与CFD数值模拟，研究了20–500kHz功率超声在圆柱反应器中诱发的空化、自由液面变形与流体动力学效应，建立了声压场与空化活动（机械侵蚀与化学发光）之间的直接对应关系；揭示液面形变会显著聚焦声场、放大局部压力（实例中有从≈300Pa增至≈4500Pa的情况），并通过时间平均得到的非线性项计算得到声流，与热对流叠加后可较好地再现气泡轨迹与行为 [page::0][page::1][page::2][page::3]
本研究构建可控的单气泡激发与同步超高速成像实验，系统比较不同粘度液体中单声学空化泡（SACB）的动力学与对纳米级金层的去除效率，发现随粘度升高液射流速度和塌缩提前延长，清洗机制在高粘度以泡-壁间边界层流（Laplace压力）与声波作用为主，而在低粘度以液射流冲击并引发环涡径向扩展为主，表面清洗效率（SCE）对粘度敏感且存在清洗效率与基底损伤的权衡 [page::8][page::9]
本文通过水下低压放电诱导空化泡，并结合高速摄影与瞬态压力测试与超声振动空化侵蚀试验，系统研究了液体粘度对空化泡收缩特性、微射流速度与壁面冲击强度的影响，结果表明：增加粘度会延长收缩时长、增大最小收缩半径、显著抑制微射流速度并降低第一次塌陷对壁面的冲击压力，从而在宏观上减小材料的空化侵蚀量 [page::4][page::5][page::7].
本研究通过低电压火花放电诱导空化气泡，结合高速摄影与瞬态压力量测，系统量化了不同无量纲距离γ下气泡首次塌缩与再塌缩对壁面冲击峰值的影响，发现可将气泡塌缩影响分为主冲击区、次冲击区与缓释区，并给出关键临界γ区间（γ<1.33、1.33~2.37、γ>2.37）的区分规律，为防蚀和利用空化冲击提供了定量依据 [page::1][page::11].
本实验在56–96 kPa 的低环境压下，用低压放电产生气蚀泡并结合高速成像与高频压力传感器系统，系统研究了低压对气蚀泡膨胀/坍塌、冲击波强度与微射流特性的影响。结果表明：随着环境压降低，泡最大半径和坍塌周期增长，而初次坍塌产生的冲击波峰压及其占总机械能的比重下降；靠近刚性壁面时，微射流最大速度及撞击速度均随环境压下降而显著减小，且不同压强下微射流最大/撞击速度均在γ≈0.8附近达到峰值 [page::0][page::10].
本文以火花诱导空化气泡实验与高速摄影及压电传感测压相结合的方式，系统研究颗粒形状δ与气泡—颗粒相对距离φ对塌缩冲击波形态（是否分层）及强度（峰值与能量）的影响，发现当φ<1.34e^{-0.10δ} 时会出现水锤波与回弹爆破波的时空分离导致冲击波分层，并且颗粒对冲击波的衰减随δ增大而减小，该结论由临界曲线与一系列压强/能量测量支持 [page::12][page::5].
