Исследование кавитации, индуцированной лазерным нагревом жидких сред, а также сопутствующих явлений (динамических, тепловых, акустических) в интересах медицины (Этап 2)

Заявленной целью является всестороннее (теоретическое и экспериментальное) изучение механизмов и сопутствующих эффектов кавитации, возникающей при локальным нагреве жидкости на нагревательных элементах лазерных нагревателей, погружённых в жидкость недогретую до температуры насыщения. В этой связи проект направлен на разработку новых методов селективной очистки, обработки и санирования поверхностей, а также создания эффективных и безопасных технологий лазерной хирургии. Для достижения поставленной цели в отчетный период пыли выполнены следующие работы: 1. Экспериментально и численно исследовано влияние различных границ (плоская твёрдая поверхность, щели и трубки) на лазерную кавитацию, возникающую при лазерном нагреве и вскипании с недогревом жидкости в окрестности торца оптоволокна, погружённого в жидкость. Показано, что вблизи твёрдой плоской поверхности - плоской границы, кумулятивная струя, возникающая в окрестности торца оптоволокна и распространяющаяся вглубь жидкости, изменяет направление движения в сторону плоской границы - поворачивается к плоской стенке. 2. При помощи упрощенной модели испарения и конденсации численно исследованы стадии роста, схлопывания пузырька и формирования струи жидкости при лазерно-индуцированном кипении с недогревом вблизи торца оптоволокна, погруженного в холодную жидкость. 3. Экспериментальное исследование акустических сигналов, возникающих в воде в процессе лазерной кавитации, инициированной на лазерном нагревательном элементе, показало существование «предвестников» - слабых акустических сигналов, предшествующих началу вскипания - появлению паровых пузырьков.