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墙壁附近小气泡团的增长和坍塌动力学。 (英语) Zbl 1403.76185号

摘要:在工程和生物医学应用中,气泡团簇的剧烈坍塌被认为会损坏相邻材料。然而,根机构的复杂性限制了对大大简化配置的理论描述。基于均匀化或理想球形气泡阵列的简化物理模型确实再现了重要的总体簇尺度特征。然而,这些模型忽略了详细的局部气泡-气泡相互作用,预计这些相互作用会调节损伤机制。为了描述这些气泡尺度的相互作用,我们模拟了与平面刚性壁相邻的50个气泡组成的半球簇的膨胀和随后的坍塌,明确地表示了簇内每个气泡的非对称动力学以及气泡-气泡相互作用的可压缩流体力学。结果表明,如实验所示,坍塌向内传播,几何聚焦产生高脉冲压力。这种总体行为几乎与簇内气泡的具体排列无关,并与我们考虑的相应粒子和均匀化模型的预测相匹配。详细模拟中的峰值压力与最中心的气泡有关,这会在附近的壁面上产生相应的峰值压力。然而,所有情况下的峰值压力都是相应简化模型中预测值的很小一部分,在许多情况下,峰值压力要小十倍。这是因为均匀模型中的聚焦增强,以及评估的粒子模型中每个气泡的球形约束。在基于简化模型的任何后续墙体损伤预测中,这些都是需要考虑的重要因素。

MSC公司:

76T10型 液气两相流,气泡流
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