自由面附近空化气泡产生的冠状结构形成
流体动力学
2023-06-22 v1 计算物理
摘要
自由面附近快速生长的气泡会引发射流：一个向外突出的中心射流，以及在后期阶段环绕它的冠状结构。虽然中心射流的形成机制已知且有文献记载，但冠状结构的形成机制仍无定论。我们使用自由软件程序 basilisk 对该问题进行轴对称模拟，其中实现了有限体积可压缩求解器，并采用几何流体体积法（VoF）追踪界面。我们表明，冠状结构的形成机制是弯曲界面上的压力畸变（引发流动聚焦）与由环形气泡第二次膨胀所引起的流动反转（驱动冠状结构）的共同作用。该工作最终以 Weber 数、Reynolds 数、压力比以及无量纲气泡到自由面距离为控制参数进行了参数研究。探讨了它们对中心射流和冠状结构的影响。对于高 Weber 数，我们观察到较弱的“二次冠状结构”的形成，其与气泡的第三次振荡周期高度相关。
引用
@article{arxiv.2107.04821,
title = {Crown formation from a cavitating bubble close to a free surface},
author = {Youssef Saade and Maziyar Jalaal and Andrea Prosperetti and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04821},
year = {2023}
}