圆柱面上环形气泡的动力学及其在地球物理勘探中的应用
流体动力学
2020-06-09 v1 地球物理
摘要
在地震气枪震源作业期间，一定量的压缩高压空气从气枪腔释放到周围水中，产生附着于气枪体的膨胀环形气泡。气泡随后的振荡产生低频压力波，用于绘制海底地层剖面，例如定位油气储量。气泡动力学行为及发射的压力波不可避免地受到气枪体的影响。然而，气泡—气枪体相互作用远未被充分理解。本文通过数百次边界积分模拟，研究长圆柱与附着环形气泡之间的强相互作用，旨在为气枪—气泡动力学提供新的物理见解。首先，讨论了整体物理现象并识别出三类气泡溃灭模式，即（i）由重力引起的向上射流，（ii）朝向圆柱体的环状射流，以及（iii）弱/无射流。此后，我们研究了圆柱半径、初始气泡压力与弗劳德数对气泡振荡周期及气泡诱导压力波的影响。最后，讨论了圆柱对 Sercel 型气枪—气泡的影响，特别关注压力波的频谱。
引用
@article{arxiv.2006.04395,
title = {Dynamics of a toroidal bubble on a cylinder surface with an application to geophysical exploration},
author = {Shuai Li and Andrea Prosperetti and Devaraj van der Meer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.04395},
year = {2020}
}