微氣泡被廣泛應用于醫學領域中，如超聲造影劑、超聲波治療等。在超聲波激勵下，氣泡的散射聲場對于醫學診斷結果等具有重要作用，而氣泡之間的相互作用會影響其散射聲壓的大小。
為解決這一問題，中國科學院聲學研究所超聲學實驗室博士生汪鈺與其導師陳德華研究員、吳鵬飛副研究員等人利用數值方法對多氣泡系統在雙頻超聲下的散射聲場進行計算，并研究氣泡相互作用對于氣泡散射聲場的影響。
相關成果在線發表于學術期刊Ultrasonics Sonochemistry。
研究人員利用氣泡動力學方程數值計算氣泡在雙頻超聲激勵下的瞬時半徑，對比考慮相互作用和不考慮相互作用時氣泡半徑的幅度。針對不同氣泡半徑以及不同入射頻率的情況，考察氣泡脈動的抑制或增強效應。隨后提取散射聲場的頻譜中不同共振峰的幅度，基于不同的氣泡間距，分析氣泡相互作用對于不同共振峰大小的影響。
結果表明，對于稀疏氣泡群，氣泡群的總響應可視為單個氣泡動力學行為的代數和。而對于密集的氣泡簇，忽略氣泡的相互作用會導致檢測結果與真實值的偏差。稀疏氣泡群的定義由氣泡群的大小和氣泡的數量密度決定。
本研究得到國家自然科學基金（No. 42074174和No. 11904384）、中國科學院基金（No. ZDBSLY-SLH037）的資助。
圖1 考慮和不考慮相互作用時的氣泡瞬時半徑（圖/中國科學院聲學研究所）
圖2 考慮和不考慮相互作用時的氣泡散射聲場的頻譜（圖/中國科學院聲學研究所）
關鍵詞：聲散射；粘彈性介質；多氣泡；雙頻超聲
參考文獻：
Yu Wang, Dehua Chen, Pengfei Wu. Multi-bubble scattering acoustic fields in viscoelastic tissues under dual-frequency ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry, 2023, 99: 106585. Doi: 10.1016/j.ultsonch.2023.106585.
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