本文通过数值模拟、荧光分析及高速摄影技术，系统研究了不同超声频率对超声空化强度的影响机理，揭示超声频率与空化泡最大膨胀半径及强度呈负相关关系，表明低频（20kHz）空化强度最强；同时通过改性实验验证低频超声空化对TC17钛合金表面硬度提升（最大提升10.8%）和粗糙度降低的显著效果，显著改善材料表面性能，为表面工程中超声空化技术应用提供科学依据和指导 [page::0][page::2][page::4][page::5][page::6].
本研究提出了一种基于声压幅值数值模拟的超声空化场表征方法，推导了单个空化泡的动力学方程，建立了多物理场耦合有限元模型，并通过铝箔腐蚀实验证实了模拟声压幅值与空化强度的相关性，显著提升了超声空化场分布研究的效率与准确性[page::0][page::1][page::3][page::4]。
本文基于商业CFD软件FLOW-3D，构建了三维铝合金A356熔体中超声空化及声流的数值模拟模型。研究了不同换能器几何形状对空化体积和空化塌陷活性的影响，揭示了声波传播、空化泡云对声场的屏蔽效应及声流的发展规律。进一步模拟了声流对粒子分布和固化过程的影响，发现声流促进了熔体的均匀混合并减弱了温度梯度，显著影响了凝固行为，最终实现了更致密细化的微观结构。模拟结果与实验及文献高度一致，为超声处理的工业化设计提供了理论基础和预测手段[page::0][page::1][page::7][page::11][page::12][page::13][page::15][page::16][page::17]
本文基于经典声学非线性理论，构建了三种本构行为的递归表达式子程序，并通过有限元模型进行了验证。模拟结果表明，一阶和二阶扰动本构模型符合非线性理论，可有效重现谐波生成现象；滞回型材料表现出特殊的应力应变关系且非对称。声波传播模拟揭示了不同本构模型导致的谐波特性差异，为非线性超声检测模拟提供了理论基础和计算方法支持[page::0][page::1][page::8][page::14]。
本报告基于有限元耦合分析，模拟铸造超声波振动系统的声场分布及振动幅值，预估了水中空化区域，并通过铝箔空化侵蚀实验及振幅测试验证仿真结果。研究发现超声辐射器端面主振动为纵向振动，空化区主要分布于辐射端面下方，强度随距离降低，且振动深度增加导致侧面出现离散空化区，实验与仿真高度一致，为超声铸造工艺中空化空域定量分析提供依据[page::0][page::2][page::3][page::5][page::6]。
本论文针对 GH4169 镍基高温合金，设计四种不同孔数的电解质空心杆式砂轮，利用 CFD 软件模拟电解液流场，分析孔数和压力对电解液流速的影响，并通过实验测试不同电压、电解液压力条件下砂轮的最大进给速度。结果表明，孔数适中的砂轮在 30 孔、30V 电压及 0.6MPa 电解液压力下达到最大进给速度 2.3mm/min，材料去除率高达 25.883mg/s，且不同流场影响槽的尺寸精度和表面粗糙度。该方法相比传统单列孔砂轮显著提高了加工效率和槽加工深度，实现了 10mm 深槽的高效、精密加工 [page::0][page::4][page::8][page::16]
本文系统综述了高功率超声在工业中的多种应用，包括清洗、焊接、切割以及声化学和水处理技术。同时，详细评述了不同的测量方法，重点介绍了压电陶瓷、水膜和光纤水听器等传感器的原理及适用性，探讨了无创测量技术如光学衍射断层扫描和干涉法的最新进展。报告强调高功率超声领域的测量技术对优化工业过程和保障安全的重要性，并指出未来发展方向 [page::0][page::1][page::3][page::11][page::18][page::24]。
本文综述了我国近十年来变形高温合金的制备工艺流程优化、新合金研制以及新技术发展，重点介绍了真空感应熔炼流槽优化、GH4720Li等新合金的均匀化与开坯工艺改进、超大型涡轮盘模锻技术及残余应力演化机理。此外，涵盖了GH4169G、GH4169D、GH4065、GH4282等高性能合金的发展，氮化强化的NGH5011合金及增材制造3D打印In718的最新进展，为变形高温合金的产业升级和应用提供了技术支撑和理论基础[page::0][page::1][page::3][page::4][page::5][page::8][page::13].
本文针对液压缸涂漆去除问题，研究了熔盐超声复合清洗技术机制。通过SEM和FTIR分析，确定涂层约100微米厚，主要含酯基、环氧基和芳香族有机物。结合热效应、化学反应及超声效应，揭示复合清洗机理，发现温度对清洗周期影响显著优于超声功率，且熔盐体系显著降低反应活化能，从114.4 kJ/mol降至74.1 kJ/mol，提升了涂漆去除效率[page::1][page::5][page::7][page::9]。
本文首次综合研究汽车行业三种高性能合金废料（Inconel 625、Inconel 718、Titanium Grade 5）回收利用的表征与处理工艺。通过筛分、含油量及水分测试、SEM-EDS表面分析、ICP-OES元素分析等多种实验手段，系统评估了洗涤及热处理对金属废料表面和组成的影响。结果显示，洗涤剂可实现近99%的油污去除且不引起明显氧化，而900℃热处理虽可去除油污但导致合金表面氧化严重并结构不可逆变化。油污成分主要为C8-C30的脂肪族与环脂烃。本文为工业废料有效回收利用提供了理论及工艺基础 [page::0][page::1][page::3][page::4][page::6][page::8][page::9].
本综述详细探讨了铝合金切屑回收中的预处理与再熔炼工艺，聚焦切屑清洗、压实及纳氯钾盐基助熔剂的作用机制，提出机械搅拌和温度控制能有效降低多孔率，提升熔体纯度。强调未来需研发低能耗清洗方法和低氟助熔剂优化，实现铝回收工艺的绿色高效 [page::0][page::6][page::8][page::9]。
本文综述了传统制造和增材制造过程中金属废料回收的最新进展，涵盖清洗、熔炼、电渣重熔、真空熔炼、气体雾化、直接固态转化及粉末冶金技术，重点分析了不同工艺对显微组织及机械性能的影响。文中探讨了钛合金、不锈钢、铝合金及超合金等材料回收的关键技术路径，并提出将芯片先压制成孔块，再通过严重塑性变形与冷挤压制备高密度制品用于金属增材制造的研究前景。同时，报告论述了人工智能在优化回收材料的增材制造质量中的应用潜力[page::0][page::12][page::25][page::27][page::28][page::29].
本研究采用盐酸与碘化钾混合溶液结合超声清洗技术，系统研究了超声功率、清洗时间及盐酸浓度对超级合金废料表面非金属层去除率的影响。结果显示，超声作用下羟基自由基浓度增高及氢碘酸生成促进非金属层溶解，最佳工况为盐酸12mol/L、超声600W、清洗30分钟，氧氮硫去除率分别达91.2%、70.0%和73.6%。研究阐释了超声引发的物理高效传质与化学氧化增强机理，提出一种环保高效的超级合金废料前处理方案[page::0][page::2][page::4][page::5][page::6][page::8][page::9][page::10]。
本文综述了声空化在超声清洗应用中的物理与化学效应，涵盖超声对超滤膜通量提升、病原体灭活以及有机污染物降解的机制与实验研究，指出声空化过程中产生的剪切力和氧化自由基是关键驱动力，并讨论了超声频率、功率及污染物表面活性对降解效率的影响，为超声清洗技术的工业化应用提供科学基础和未来展望[page::1][page::5][page::22].
本文基于改进的OpenFOAM压缩性两相流求解器，考虑相变和热力学效应，数值模拟刚性壁附近单个空化气泡的塌陷动力学，重点研究泡壁距离的无量纲参数γ对声能发射的影响。结果显示γ显著影响声能幅度，γ从0.1增至0.9时声能减弱，从0.9增至2.0时声能增强，最大声能占总能量的8%-25%。仿真准确反映了气泡塌陷过程中的冲击波释放及声能变化，为空化侵蚀风险评估提供理论基础[page::0][page::1][page::8][page::9].
本文针对声化学反应器内含气泡液体中非线性超声压力波的传播进行了数值模拟，比较了线性与非线性波传播模型，提出了基于Helmholtz方程的非线性迭代求解方法。结果表明非线性模型能真实描述气泡空化区及声压分布，较线性模型更具物理真实性，且对气泡体积分数和尺寸的变化具有稳定性，为声化学反应器的设计与优化提供了理论支持 [page::1][page::4][page::5][page::11][page::30][page::33][page::42]
本研究基于OpenFOAM的VOF模型，数值模拟了狭缝间声驱空化气泡的受迫增长及坍塌过程。研究发现声波激励与壁面诱导流场的叠加作用，增强了气泡坍塌时的双喷射或单向喷射，导致不同的壁面剪切应力分布，最大剪切力是无驱动激光空化泡的两倍，揭示了超声驱动气泡在狭缝中清洁应用中的复杂流动机制与动力学特征[page::1][page::13][page::21][page::27]。
本论文采用高分辨率有限体积法，基于完全可压缩纳维-斯托克斯方程和热力学平衡气穴模型，数值研究了空化液射流对固体表面的侵蚀潜力。提出了“数值凹坑等价物”（NPE）方法，通过群集高压冲击区生成与实验腐蚀坑相对应的数值等效区域，实现了定量侵蚀预测。对不同运行点进行模拟并比较侵蚀潜力，通过详尽的网格敏感性分析，揭示了网格分辨率对侵蚀指标的影响，并提出了压力峰值的缩放方法以提高结果的可比性 [page::0][page::5][page::9][page::20]。
本文综述了铝熔体超声处理中的声学空化及声流数值模拟方法，重点介绍结合非线性Helmholtz方程与气泡动力学的模型进展，验证了模型对声压场及声流场的预测能力，并指出了当前计算复杂性和参数选取等挑战，为该技术的工业化连续处理提供理论支持与未来研究方向[page::0][page::2][page::6][page::8]。
本论文针对离岸管道中污垢清除的难题，构建了基于有限元方法的声学压力场数值模型，结合实验中的高功率超声换能器驱动和3D激光多普勒振动测量，验证了超声空化气泡对结垢物去除的效果及清洗模式。模型成功预测了管壁位移集中区及声压阈值，显示超声技术在在线非侵入式清洗上的潜力，为设计优化换能器阵列提供了理论支撑 [page::1][page::5][page::10][page::14][page::18]。
