Rayleigh-Plesset方程是氣泡動力學的基本模型，被廣泛應用于空化機理的研究中.由于空化氣泡經(jīng)常發(fā)生在微觀尺度上，表面張力的影響將對氣泡的運動產(chǎn)生重要的影響。基于Sundman變換和Weierstrass橢圓函數(shù)理論，研究了考慮表面張力的Rayleigh-Plesset方程，并分別建立了蒸汽氣泡和氣泡的參數(shù)理論解。結(jié)果表明，蒸汽泡和氣體泡動力學方程可以從理論上得到求解.在理論解的基礎(chǔ)上，進一步研究了表面張力對蒸汽氣泡和氣泡運動的影響。對于這兩種氣泡，隨著氣泡尺度的減小，表面張力對氣泡運動的影響會逐漸增大.特別是當氣泡尺度減小到10μm時，表面張力的影響變得更加顯著，不可忽略。

在深入分析表面張力對氣泡運動的具體影響時，我們發(fā)現(xiàn)，對于蒸汽氣泡而言，表面張力的增強會促使氣泡在更短的時間內(nèi)達到其最大半徑，隨后迅速收縮，這一過程相較于未考慮表面張力的情況更為劇烈。這一發(fā)現(xiàn)對于理解空化現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換機制具有重要意義，因為它揭示了微觀尺度下氣泡動力學行為的快速變化如何影響流體系統(tǒng)的整體能量平衡。

而對于氣體泡，表面張力的增加則導致了氣泡膨脹和收縮速率的減緩，使得氣泡生命周期延長。這一現(xiàn)象在微流控技術(shù)和生物醫(yī)學應用中尤為重要，因為它直接關(guān)系到氣泡在微通道中的傳輸效率和穩(wěn)定性，進而影響藥物輸送、細胞培養(yǎng)等過程的精確控制。

此外，我們還發(fā)現(xiàn)，在氣泡尺度接近或小于10μm的極端條件下，表面張力不僅影響氣泡的動力學行為，還可能引發(fā)氣泡形態(tài)的復雜變化，如非球形變形、分裂或合并等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象對于微尺度流動特性的理解和預測提出了新的挑戰(zhàn)。

綜上所述，對考慮表面張力的Rayleigh-Plesset方程的深入研究，不僅深化了我們對空化氣泡動力學行為的認識，也為微納尺度流體系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進步開辟了新的視野。