Study on the Evolution Process of Bubble Induced Microfluidic Jet Based on Synchrotron Radiation High Spatiotemporal Resolution X-ray Imaging Technology

气泡及其空化过程是气泡动力学中的重要研究课题。传统的研究方法依靠可见光高速成像技术对这一过程进行实时观测，但存在空间分辨率和信噪比低、成像对比度弱等问题。本文基于上海光源快速X射线成像线站（BL16U2）的高通量白光快速X射线成像探测器，构建了用于水下气泡动力学实时观测的高时空分辨率X射线成像实验系统。还进行了水下气泡动力学的实验研究。实验结果表明，实验系统的时间分辨率达到 25 μ s，探测器的有效像素尺寸为 4 μ m，实时清晰地观察到了气泡在水中生长、崩溃和射流产生的完整而微妙的演变过程。此外，基于获得的实时动态图像结果，采用运动对比成像方法对气泡表面产生的毛细管波进行表征和分析，得到毛细管波的传播路径和波长。本文建立的高时空分辨率 X 射线成像实验方法用于水下气泡动力学的实时观测，为更深入地了解气泡诱导微射流的演化过程提供了新的研究工具。