本研究基于分子动力学（LAMMPS）模拟，构建含水、气体与金属原子的三维模型，考察不同超声振幅与频率下空化气泡的温度与压力演化。结果表明：气泡在振荡和塌缩过程中会产生显著的瞬时高温（局部可达数千K）与高压（峰值可达数千至上万MPa），且短周期高频与较大振幅会放大温压响应；同时加工区温度滞后并显著低于气泡温度，部分热能被转化为动能（微射流/冲击波），这为超声加工参数优化提供了原子尺度依据 [page::1][page::8][page::10].
本文利用数值求解泡核动力学方程并在分子动力学框架下直接对上壁施加正弦超声力，结合Voronoi剖分量化气相分布，发现超声引起的空化呈“初始成核—快速成长”两阶段过程；超声压幅主要影响空泡尺度与坍塌时局部高温/微喷射强度，而频率升高会抑制Z向展开、使空化从瞬态向稳态转变，从而削弱局部高能效应；此外在多次周期内观测到空化时间约为超声周期的1/4，这一规律在多种压幅下保持一致 [page::0][page::10].
本文提出并验证了一种改进的空化建模方法：在传统基于Rayleigh–Plesset的蒸气源项中保留加速度项（二阶导数），用于描述在快速变化驱动压力场下的气泡加速与塌缩动力学；该模型在3 mm超声号角近场的“acoustic supercavitation”实验上能准确再现腔体尺寸、子谐振荡频率及塌缩时的冲击波幅值，较原Schnerr–Sauer模型显著改进（频率误差约1%，体积误差约5%，压力峰值误差约7%）[page::0][page::9]
本论文通过对45 kHz超声清洗槽中多种空化指标与实验参数进行因子分析，识别出3个主要公共因子并找出代表性变量以实现数据约简与过程表征，从而提出可用于质量管理的表征方法并验证了用噪声功率、温度与基频等代表变量构造的全局参数可改善对侵蚀等指标的定量描述 [page::0]
本论文提出并比较了四种局部传感/模型过程（声压谱测量、铝箔蚀刻、鲁米诺发光探针与碘离子氧化速率测定）作为超声清洗槽内空化强度的指标，研究了这些指标对输入电功率、温度和溶解氧含量的依赖并发现不同指标存在明显的阈值和各自的最优温度区间，这些实验性结果将用于第二篇中的多变量因子分析以提取更少且具有代表性的测量量 [page::0][page::6][page::8]
本综述系统介绍了基于表面声波（SAW）诱导的声流(acoustic streaming)的物理机理、IDT（interdigital transducer）设计与制造工艺、不同IDT结构对流场/力场的影响以及在数字及连续流体学中的主要生物医学应用，归纳出聚焦/旋转/泵送/雾化等关键功能与其对应的频率、功率和几何依赖关系，并提出了对建模、器件创新和标准化商业化的若干发展方向与挑战 [page::1][page::6][page::23]
本文系统研究了超声空化下单泡/双泡的瞬态与稳态动力学、盲孔内流场分布及空化产生的微射流对表面污染物的去除与壁面损伤机制，量化了微射流速度对壁面塑性变形深度的影响，并提出通过调节频率与声压以平衡清洗效率和基材损伤的优化建议 [page::0][page::11].
本研究提出将机械搅拌引入低功率超声体系以显著降低气穴成核能垒、增加空化气泡数量并加强活性氧（尤其是羟基自由基 •OH）产生，从而在无外加氧化剂或催化剂条件下实现对难降解有机污染物（以二乙基邻苯二甲酸酯DEP为模型）的高效降解；在耦合体系下，DEP在90 min内可降解至≈95%，并通过TBA猝灭试验、TA捕获和H2O2定量确认•OH为主导ROS，气体溶解度、搅拌转速和温度为关键影响因子 [page::0][page::1][page::3].
本研究通过对28 kHz超声在含氧过饱和水中之气泡动力学、PIV流场和粒子去除效率（PRE）进行系统观测，探讨气体过饱和对空化产生阈值、气泡群流以及清洗效率的影响与机理 [page::0][page::1]. 实验发现随溶解氧过饱和度ζ增加，可见空化气泡数量与散射强度上升，但存在约ζ≈3的最优过饱和度以最大化PRE，说明个体气泡动力学与气泡群引起的bubbly streaming之间存在权衡关系 [page::3][page::6]. 另外，利用含气过饱和水可实现较“温和”的气泡动力（气体缓冲作用），在保持清洗效率的同时显著降低空化侵蚀（铝箔实验与个体气泡侧视及喷流观测支持该结论）[page::7][page::8].
本研究提出并验证了超声空化辅助HCl−H2O2浸出法用于高温合金废料中战略金属的回收，结果表明在80°C、8M HCl、16% H2O2、600 W超声条件下，60 min时Re、Ni、Co、Al、Cr的浸出率分别达92.3%、95.2%、98.5%、98.7%、97.5%，显著优于常规浸出，且超声通过物理破坏表面阻碍层并化学上生成·OH提升体系电位，从而促使Re氧化为ReO4−并提高回收效率 [page::0][page::3][page::7].
本论文通过耦合包含气泡相互作用的声场-气泡模型与压电传感器实验，系统研究了小间隙中超声空化气泡塌陷所产生的冲击载荷与工艺效率，理论预测并实验验证了最优工件距（standoff distance）约在0.67–0.9 mm 的范围内，使冲击幅值与能量接收最大化，同时高驱动电流虽能产生更高冲击但会降低能量利用率 [page::1][page::5].
本研究通过多物理场耦合声-固仿真，系统比较了底部均匀安装、侧壁对称安装以及满足四分之一波长谐振条件的多种换能器布局，结论显示：侧壁对称安装在满足箱体长度为四分之一波长整数倍时可显著提高箱内声压级；在兆赫级阵列中通过7×7换能器相位控制可实现能量聚焦，从而在局部产生远高于非聚焦源的声压，有效兼顾局部深度清洁与整体覆盖，从而提升整体清洁效率 [page::2][page::12][page::16]
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].
