声场中考虑界面能的包膜微气泡非球形振荡

充气包膜微气泡的实际应用涉及其在声场下固有的非球形振荡。气-包膜与包膜-液体界面显著影响气泡（尤其是小半径气泡）的力学行为，考虑这些界面对于模拟实验环境至关重要。本文中，我们应用界面能模型 [N. Dash and G. Tamadapu, J. Fluid Mech. 932, A26 (2022)] 来研究半径为 $2$$\mu$m 与 $5$$\mu$m 的包膜微气泡在声场下的非球形振荡。利用拉格朗日能量公式，推导了球形与非球形模态的耦合动力学控制方程，其中纳入了界面处界面能、壳层弹性与黏度的影响。基于 Krylov-Bogoliubov 平均法通过微扰分析，得到一组一阶微分（慢时间）方程以进行稳态与条件稳定性分析。稳定性分析有助于确定小半径气泡呈现有限振幅形状振荡所需的声场激励压强与频率。控制方程的直接数值模拟表明，参数化受迫偶模态（$n=2$）激发偶模态，而奇模态（$n=3$）激发偶模态与奇模态。对于小半径气泡，我们观察到仅当存在界面参数时才出现有限非零振幅的形状模态振荡。初始尺寸相关的界面参数与壳层粘弹性参数被确定为在呈现气泡有限形状模态振荡中起关键作用的关键参数。