垂直壁面附近上升的气泡：路径与速度的实验表征

我们通过实验研究了单个气泡在垂直固体壁面附近上升的轨迹。针对三种不同的气泡上升状态，即直线、平面之字形和螺旋形，考虑了不同的初始壁面-气泡距离。该问题由三个控制参数定义，即伽利略数 $Ga$、邦德数 $Bo$ 以及气泡质心与壁面之间的初始无量纲距离 $L$。我们关注高邦德数情况，将 $L$ 从 1 变化到 4，并将结果与相应的无界情况 ($L \rightarrow \infty$) 进行比较。在所有情况下，气泡都偏离了预期的无界轨迹，并在上升过程中由于气泡与壁面之间间隙产生的超压而远离壁面迁移。这种排斥效应随着初始壁面-气泡距离的减小而更加明显。此外，在平面之字形运动状态下，当 $L$ 足够小时，壁面会强制形成一个垂直于壁面的优先之字形平面。在速度或振荡幅度和频率方面，仅观察到轻微的壁面效应。壁面迁移效应在平面之字形情况下更为明显，而在直线情况下则不太相关。最后，还研究了壁面垂直位置的影响。当释放时壁面不存在时，气泡表现出预期的无界情况行为，仅在到达壁面边缘前瞬间经历迁移。这种排斥作用通常比壁面初始存在的情况更为显著。