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在超声波的作用下，液体中会产生空化现象。空化过程中产生的肉眼可见的气泡为空化泡。空化泡随着驱动声压膨胀和收缩。当驱动声压足够大时，空化泡在剧烈塌缩时产生弱发光现象，即声致发光。本文主要研究与声空化相关的气泡动力学理论，改进了通过拟合实验数据和数值结果来确定平衡半径的方法，并建立一个描述空化泡内外质量交换的唯象模型，通过理论计算获得质量交换稳定平衡时空化泡的平衡半径。
在空化泡动力学模型中，平衡半径是描述空化泡内含物多少的模型参数，在实验中无法直接测量。之前有研究者提出用驱动声压为零时的瞬时气泡半径或者关闭驱动后空化泡的瞬时半径来代替平衡半径，这样得到的结果和理论定义的平衡半径存在一定的偏差。本文改进了一种通过将实验测量的空化泡半径的周期演化曲线和理论计算得到的气泡半径演化曲线拟合获得平衡半径的办法。由于实验中得到的气泡半径应为脉冲宽度内气泡半径的次最大值，我们在数值计算中做了相应的修改，得到了较好的拟合结果，并且获得了实验中平衡半径和驱动声压幅值的相关性曲线。
空化泡的泡壁为气液相面，空化泡内物质和外部液体间必然存在物质交换。之前的理论模型研究的物质交换过程包括气体的扩散、物质的相变和化学反应等，但这些机制并不能够解释实验中观察到的所有现象。而且这些可能的交换机制以不同的强度、不同的时间范围发生在空化泡演化过程中，对空化泡内外的物质交换进行全面的描述是个复杂而艰巨的过程。我们在本文中提出了一种描述空化泡内外质量交换的唯象模型，用简单的方程形式描述复杂的物质交换的结果。通过计算，我们得到了物质交换稳定平衡的空化泡的平衡半径，发现平衡半径具有多值性。我们还计算了平衡半径与驱动声压的关系，并研究了模型参数对其结果的影响。最后，我们对不同驱动声压下的硫酸中空化泡脉动进行了实验测量，得到的平衡半径随声压变化的关系很好地支持了我们的模型计算。通过理论模型的结果和实验数据的比较，我们验证了唯象模型对于描述物质交换过程的有效性。