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射流形成机理的原理图。东北大学的Junnosuke Okajima同学
射流形成机理的原理图。东北大学的Junnosuke Okajima同学

文摘:
当光学纤维浸渍于液体中,高温,高速射流排出。研究人员希望这种被应用到未来的医疗待遇。现在,俄罗斯和日本的一个研究小组已经探讨过这个现象,进一步揭示和射流形成背后的原因。

揭示了激光光纤尖端射流形成的原因

日本仙台市|发布于2020年10月16日

使用细光纤并与内窥镜和导管相结合的激光器可以很容易地运输到身体深处或血管内。传统上,受影响的区域或病变是通过激光吸收在组织内部产生热量来去除的,这个过程被称为光热效应。

然而,流体动力学现象,如微气泡的形成或高速射流产生的光纤,显示了巨大的医学前景。

当激光照射到水,使水沸腾并蒸汽泡以形成在光纤的前端的喷射形成的过程发生。蒸汽泡增长,直到在液体中吸收的激光能量被消耗。因为周围的冷的液体,缩合突然收缩的蒸汽泡。

使用数值模拟,从东北大学研究所流体科学,Junosuke冈岛博士和他的同事俄罗斯一起,着手澄清射流形成机制。他们的研究仿真气泡变形和感应流场之间的关系。

当气泡收缩时,就会形成流向光纤尖端的流动。水流使气泡变形成圆柱形。这种变形引起流体在径向上的碰撞。这种碰撞产生了向前喷射。由于碰撞和射流的形成,在变形气泡的尖端形成了旋涡并逐渐增大。

Okajima说:“我们发现,喷射速度取决于收缩前气泡的大小和纤维半径之间的关系。”“我们将继续开展这项研究,试图找到最佳条件,最大限度地提高喷射速度和温度,使进一步的激光手术技术更有效和更安全。”

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该项目是俄罗斯联邦科学和高等教育部“Megagrant”项目的一部分,冈岛正担任该项目的首席科学家。他与俄罗斯科学院西伯利亚分院的Roman Fursenko博士、Vladimir Chudnovskii教授、Sergey Minaev教授和Mikhail Guzev教授合作出版了这篇论文,他们都来自俄罗斯科学院远东分院。

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联系方式:
Junnosuke Okajima


@TohokuUniPR

东北大学版权所有

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