试管中由水锤形成的聚焦液体射流

我们研究由脉冲力引起的大加速度下试管内气液界面的运动。我们进行简单实验，部分填充液体的试管在重力下下落并撞击刚性地板。管内弯曲气液界面反转并最终形成细长射流（即所谓聚焦射流）。在我们的实验中，出现界面振动或液体射流速度增加，伴随液柱中空化的发生。这些现象不能由经典势流分析中的压力冲量解释，后者未考虑有限声速和相变。此处我们将此类水锤事件建模为一维压力波传播及其通过声阻抗失配与边界相互作用的结果。应用特征线法描述压力波相互作用及随后的空化。所提模型能捕捉液体射流的非定常特征。