表面活性剂对气泡诱导湍流的影响
流体动力学
2022-12-08 v1
摘要
我们通过实验在不同尺度上探究表面活性剂对气泡诱导湍流(BIT)的影响，考察气泡如何影响流动动能、各向异性及极端事件。为此，在气泡柱中采用高分辨率粒子阴影测速测量，流动由水中上升的气泡群产生，涉及两种不同气泡直径(3 mm 与 4 mm)和适中气体体积分数(0.5%~1.3%)。为污染流动，向流中加入不同量的 1-戊醇，导致不同的气泡形状和表面边界条件。结果显示，随着表面活性剂浓度增加，所产生的 BIT 强度增大，尽管给定尺寸的气泡在表面活性剂存在时上升更慢。我们还发现，对于相同尺寸的气泡，流动各向异性水平随表面活性剂浓度增加而增强；而在相同表面活性剂浓度下，较小气泡在流动中产生更强的各向异性。关于由流体速度增量的归一化概率密度函数量化的间歇性，我们的结果表明，对于较小气泡和低气体空隙率的情况，速度增量中的极值随表面活性剂浓度降低而更可能出现，而对于较大气泡和较高空隙率的情况，表面活性剂的影响则要弱得多。
引用
@article{arxiv.2212.03620,
title = {Effects of surfactants on bubble-induced turbulence},
author = {Tian Ma and Hendrik Hessenkemper and Dirk Lucas and Andrew D. Bragg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03620},
year = {2022}
}